Свинец сурьмянистый ССу

Свинец сурьмянистый ССу — низколегированный свинцовый сплав с содержанием сурьмы 0,4–0,6 %, выпускаемый по ГОСТ 1292-81. Основное назначение — защитные оболочки силовых кабелей, облицовка химического оборудования и прессованные профили. Небольшая добавка сурьмы повышает механическую прочность и твёрдость свинца при сохранении высокой пластичности, необходимой для прессования и прокатки тонких оболочек.

Химический состав сплава ССу по ГОСТ 1292-81

Стандарт ГОСТ 1292-81 «Сплавы свинцово-сурьмянистые. Технические условия» устанавливает химический состав марки ССу. Свинец является основой сплава; сурьма — единственный легирующий компонент. Остальные элементы нормируются как примеси с жёсткими ограничениями.

Для сплавов, предназначенных для кабельных оболочек, ГОСТ устанавливает дополнительные ограничения: серебро — не более 0,002 %, сумма кальция, магния и натрия — не более 0,04 %, никель — не более 0,002 %. Эти требования обусловлены влиянием микропримесей на ползучесть и коррозионную стойкость оболочки при многолетней эксплуатации.

Расшифровка марки и место в системе сплавов

Обозначение «ССу» расшифровывается: С — свинец (основа), Су — сурьмянистый (легирующая добавка). Это базовая марка в семействе свинцово-сурьмянистых сплавов по ГОСТ 1292-81, которое включает также: ССуМ (с медью 0,02–0,05 %), ССуМТ (с медью и оловом), ССу2 (2,5–3,5 % Sb), ССу3 (до 5 % Sb), ССуА (2–7 % Sb, аккумуляторный) и другие марки.

Марка ССу отличается от родственных сплавов минимальным содержанием сурьмы и отсутствием меди как основного компонента. Это делает сплав наиболее пластичным в серии — он хорошо поддаётся прессованию в тонкостенные оболочки и профили без растрескивания.

Влияние сурьмы на свойства свинца

Чистый свинец — металл с плотностью 11,34 г/см³, температурой плавления 327 °C и твёрдостью всего 4–5 HB. Он легко деформируется даже при комнатной температуре и подвержен ползучести под нагрузкой. Введение 0,4–0,6 % сурьмы изменяет механические характеристики:

Сурьма образует с свинцом эвтектическую систему (эвтектика при 11,1 % Sb, температура 252 °C). При содержании 0,4–0,6 % Sb сплав находится в доэвтектической области: структура представлена твёрдым раствором сурьмы в свинце с мелкими выделениями фазы на границах зёрен. Эти выделения тормозят движение дислокаций, повышая прочность, но при этом сохраняют достаточную пластичность для формообразования прессованием.

Формы поставки свинцово-сурьмянистого сплава

Согласно ГОСТ 1292-81 свинцово-сурьмянистые сплавы выпускают в двух базовых формах:

Чушки

Чушки изготавливают с плоским основанием или во взаимозамыкаемой форме массой не более 40 кг. Это основная товарная форма для переплавки и дальнейшей переработки на предприятии-потребителе. Каждая чушка маркируется литым товарным знаком, выбитым номером плавки и маркой сплава. На торце наносится цветовая маркировка: марка ССу обозначается одной полосой синего цвета.

Блоки

Блоки массой 1000 кг ± 10 % предназначены для крупных промышленных потребителей. Масса блоков может быть изменена по согласованию между поставщиком и потребителем.

Листы и прокат из сплава ССу

Свинцово-сурьмянистый лист из сплава ССу изготавливают методом холодного проката по ГОСТ 9559-89 толщиной от 1 до 20 мм, шириной до 1000 мм и длиной до 1500 мм. Листовой прокат применяют для облицовки ёмкостей, защитных экранов и футеровки.

Аноды свинцово-сурьмянистые

Свинцово-сурьмянистые аноды получают методом проката или литья. Их используют в гальванических линиях хромирования и нанесения антикоррозионных покрытий. Добавка сурьмы снижает скорость растворения анода, что увеличивает его ресурс.

Применение сплава ССу в промышленности

Область применения марки ССу определена ГОСТ 1292-81 (Приложение 1): сплав предназначен для производства кабельных оболочек, облицовки химических сооружений и изготовления профилей. Рассмотрим каждое направление подробнее.

Оболочки силовых кабелей

Свинцовая оболочка — это герметичная металлическая трубка, нанесённая поверх изоляции токопроводящих жил методом непрерывного прессования на свинцовом прессе. Оболочка выполняет одновременно несколько функций: защищает бумажно-масляную изоляцию от проникновения влаги, служит экраном от электромагнитных полей, а также обеспечивает механическую защиту кабеля.

Марка ССу выбрана для кабельных оболочек благодаря сочетанию двух свойств: сурьма повышает стойкость к ползучести (оболочка не «течёт» под собственным весом при длительной вертикальной прокладке), а низкое общее содержание примесей обеспечивает коррозионную стойкость в грунте. Для кабельных оболочек ГОСТ дополнительно ограничивает содержание серебра, щелочных и щелочноземельных металлов, а также никеля, поскольку эти микропримеси ускоряют межкристаллитную коррозию.

Свинцовые оболочки из сплава ССу применяют в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией, предназначенных для подземной прокладки, шахтных условий, подводных переходов и коррозионно-агрессивных грунтов.

Облицовка химического оборудования

Свинцово-сурьмянистый сплав устойчив к воздействию серной, соляной и фтористоводородной кислот. Это свойство используют при облицовке внутренних поверхностей химических реакторов, гальванических ванн и ёмкостей для хранения кислот. Листовой прокат из сплава ССу монтируют на стенки стальных резервуаров, обеспечивая химическую защиту несущей конструкции.

Прессованные профили

Высокая пластичность сплава ССу позволяет получать прессованием профили сложного сечения — трубы, уголки, тавровые и П-образные элементы. Такие профили востребованы в химической промышленности для сборки кислотоупорных трубопроводов и каркасных конструкций.

Требования к качеству поверхности и приёмка

Поверхность чушек и блоков не должна иметь порошкообразных окислов, шлаков и других включений. Допускаются цвета побежалости на поверхности. Качество поверхности проверяют визуально без применения увеличительных средств.

Продукцию принимают партиями. Каждая партия состоит из чушек или блоков одной марки и оформляется документом о качестве, в котором указаны: марка сплава, номер партии и плавок, масса нетто, результаты химического анализа каждой плавки, дата изготовления. Для контроля химического состава отбирают каждую 30-ю чушку (или 50-ю при массе партии свыше 6 т), но не менее двух чушек.

Отличие марки ССу от ССуМ и ССуМТ

Три марки — ССу, ССуМ и ССуМТ — имеют одинаковое содержание сурьмы (0,4–0,6 %), но различаются по дополнительным легирующим компонентам:

Медь в составе ССуМ повышает усталостную прочность оболочки при вибрационных нагрузках. Олово в ССуМТ дополнительно улучшает коррозионную стойкость. При выборе марки инженер исходит из конкретных условий эксплуатации: для стандартных кабельных линий достаточно марки ССу, а для трасс с повышенными вибрациями (вблизи транспортных магистралей, на промышленных площадках) рекомендуется ССуМ или ССуМТ.

Требования безопасности при работе со свинцово-сурьмянистыми сплавами

Свинец и сурьма относятся к веществам первого и второго классов опасности по ГОСТ 12.1.005. Свинцово-сурьмянистые сплавы в твёрдом состоянии пожаро-взрывобезопасны. Опасность возникает при плавке и механической обработке, когда свинец и сурьма могут поступать в организм в виде аэрозолей.

Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны: свинец — 0,01/0,005 мг/м³, сурьма — 0,5/0,2 мг/м³. При работе со сплавом необходимы местная вытяжная вентиляция, средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, регулярный контроль воздуха рабочей зоны.

Хранение и транспортирование

Чушки и блоки упаковывают в пакеты, обвязанные стальной лентой по ГОСТ 3560 или проволокой по ГОСТ 3282. Транспортирование допускается всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов. При длительном хранении на открытом воздухе поверхность сплава покрывается плотной оксидной плёнкой, которая не ухудшает качество металла и удаляется при переплавке.