Электроды ТМУ-21У — технические характеристики

Электроды ТМУ-21У представляют собой сварочные материалы с основным покрытием, предназначенные для ручной дуговой сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Они обеспечивают высококачественные швы с отличными механическими свойствами, что делает их незаменимыми в энергетике и нефтехимии. В этой статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, аналоги, преимущества, недостатки, а также производителей и поставщиков.

Общая информация и классификация по ГОСТу

Электроды ТМУ-21У — это покрытые электроды для ручной дуговой сварки, изготовленные из низкоуглеродистой проволоки марки Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246-70. Металлический стержень имеет диаметры 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0 мм, длина — 300–450 мм в зависимости от диаметра. Покрытие — основное (известково-флюоритовое), которое обеспечивает низкое содержание водорода в шве (не более 5 мл/100 г), минимизируя риск холодных трещин. Сварка проводится на постоянном токе обратной полярности (= (+)), что гарантирует стабильное горение дуги и хорошую проплавку.

По классификации ГОСТ 9466-75 электроды относятся к типу Э50А, что указывает на предел прочности наплавленного металла не менее 490 МПа и временное сопротивление разрыву ≥510 Н/мм². Согласно ГОСТ 9467-75, они классифицируются как электроды с основным покрытием для сварки углеродистых и низколегированных сталей в ответственных конструкциях. Дополнительно применяются ТУ 1272-001-50133500-2015 или аналогичные технические условия, определяющие качество и контроль производства.

Ключевые технические характеристики наплавленного металла:

• Предел текучести (σ_0,2) ≥ 375 МПа;
• Временное сопротивление разрыву (σ_В) ≥ 510 Н/мм²;
• Относительное удлинение (δ) ≥ 22 %;
• Ударная вязкость при +20°C (KCU) ≥ 147 Дж/см²;
• Ударная вязкость при -20°C (KCV) ≥ 59 Дж/см²;
• Угол загиба ≥ 150°.

Режимы сварки зависят от диаметра:

• Для Ø 3,0 мм: нижнее положение 90–115 А, вертикальное 75–100 А, потолочное 60–90 А;
• Для Ø 4,0 мм: нижнее 140–180 А, вертикальное 120–150 А, потолочное 100–130 А;
• Для Ø 5,0 мм: нижнее 200–250 А, вертикальное 180–220 А, потолочное 150–190 А.

Производительность наплавки для Ø 4,0 мм — 1,4 кг/ч, коэффициент наплавки — 9,5 г/А·ч, расход электродов на 1 кг наплавленного металла — 1,5 кг. Прокалка обязательна: 360–400°C в течение 1 часа перед сваркой. Эти параметры обеспечивают швы с высокой пластичностью и устойчивостью к низким температурам, что критично для энергетического оборудования.

Классификация подчеркивает их универсальность: электроды подходят для всех пространственных положений сварки (1, 2, 3, 4, 6 по ГОСТ), кроме вертикального сверху вниз, и сертифицированы для объектов НАКС (нефтегазовая промышленность).

Маркировка электродов ТМУ-21У

Маркировка электродов ТМУ-21У строго регламентирована ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и соответствующими техническими условиями (ТУ). Полное условное обозначение выглядит следующим образом:

Э50А — ТМУ-21У — Ø — УД — Е — 51 — 3 — Б30

Каждый элемент несёт конкретную информацию:

• Э50А — тип по ГОСТ 9466-75: предел прочности 50 кгс/мм², основное покрытие, предназначен для механизированной сварки.
• ТМУ-21У — марка электрода: «Т» — для тепловых электростанций, «МУ» — модифицированный универсальный, «21» — серия, «У» — улучшенный.
• Ø — диаметр стержня (2,5; 3,0; 4,0; 5,0 мм).
• УД — универсальный для дуговой сварки по ГОСТ 9467-75.
• Е — обозначение электрода.
• 51 — код покрытия: основное, флюоритовое.
• 3 — группа по химическому составу: низкоуглеродистый.
• Б30 — обозначение по ТУ: «Б» — базовый, «30» — серия.

На упаковке (пачки 5–6 кг) указываются производитель, марка, диаметр, длина, дата изготовления, срок хранения (до 6 месяцев в сухом помещении), ГОСТ и ТУ. Цветовая маркировка на торце электрода — синяя полоса, обозначающая основное покрытие. Для экспорта дополнительно указывается стандарт AWS E7015.

Правильная маркировка крайне важна: несоответствие может привести к снижению качества шва, поэтому проверка обязательна при приемке продукции.

Область применения электродов ТМУ-21У

Электроды ТМУ-21У предназначены для сварки особо ответственных конструкций, где ключевыми требованиями являются надёжность и долговечность шва. Основная сфера применения — энергетика: они используются для сварки трубопроводов, котлов и паропроводов тепловых и атомных электростанций из сталей типов 08пс, 09Г2С, 10ХСНДА по ГОСТ 8732-78.

Эти электроды идеально подходят для стыковых соединений труб диаметром от 100 мм, печных змеевиков, трубных решёток и деталей нефтеперерабатывающего оборудования, включая реакторы и колонны.

В нефтегазовой отрасли их применяют для трубопроводов высокого давления (до 16 МПа), где важны низкое содержание серы и фосфора в шве (≤0,030%). Благодаря стабильной дуге электроды подходят для сварки в полевых условиях, включая вертикальные и потолочные позиции. Они обеспечивают глубокую проплавку при толщине металла от 3 мм без перегрева.

Кроме того, ТМУ-21У используются в судостроении для конструкций из низколегированных сталей (например, 16ГД) и в машиностроении для ремонтных работ на энергетическом оборудовании.

Эти электроды не рекомендуются для высоколегированных сталей или работы в агрессивных средах без дополнительной защиты. Сварка ведётся на короткой дуге (2–3 мм) с обязательной предварительной очисткой кромок от окалины для минимизации пористости шва.

Аналоги электродов ТМУ-21У

Электроды ТМУ-21У имеют широкий спектр аналогов как отечественного, так и зарубежного производства, совместимых по типу Э50А и основному покрытию.

Отечественные аналоги включают:

• УОНИ-13/55 — высокая вязкость шва, рекомендуется для низких температур;
• ЦУ-5 и ЦУ-5М — экономичные варианты, оптимальны для трубопроводов;
• ОЗС-18 и ОЗС-25 — универсальные электроды с хорошей свариваемостью;
• АНО-ТМ — кислотно-основное покрытие для особо ответственных швов;
• ДСК-50У — для конструкционных сталей;
• ТМУ-50 — усиленная версия для тяжёлых условий;
• МТГ-01К и МТГ-02 — флюоритовые, с низким водородом;
• Э-138/50Н — адаптированные для нержавеющих сталей.

Зарубежные аналоги представлены:

• ESAB OK 48.15 и OK 53.70 — стандарты AWS E7015, широко используются в энергетике;
• Lincoln Electric Excalibur 7018 — высокая прочность и надёжность шва;
• Kobelco LB-52U — японский электрод, особенно подходящий для трубопроводов.

Выбор аналога зависит от условий эксплуатации. Так, УОНИ-13/55 предпочтительнее для арктических условий благодаря улучшенной ударной вязкости, а ESAB OK 48.15 — для импортного оборудования. Все перечисленные аналоги обеспечивают сопоставимые механические свойства, хотя расход материала может различаться: у импортных электродов он обычно на 5–10% выше.

Преимущества и недостатки электродов ТМУ-21У

Преимущества:

• Низкое содержание водорода в шве (≤5 мл/100 г), что предотвращает образование холодных трещин и повышает коррозионную стойкость сварного соединения.
• Лёгкая очистка шва. Шлаковая корка хорошо отделяется, а брызги металла минимальны, что упрощает последующую обработку.
• Стабильная дуга. Горение дуги остаётся ровным на короткой длине, обеспечивая аккуратное формирование шва во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз.
• Высокие механические свойства. Ударная вязкость сохраняется до −40°C, что особенно важно для энергетических объектов.
• Универсальность. Электроды подходят для сварки углеродистых и низколегированных сталей, включая толщину до 50 мм без подогрева.
• Экономичность. Расход составляет около 1,5 кг на 1 кг наплавленного металла, а производительность достигает 1,4 кг/ч.

Недостатки:

• Необходимость прокалки. Перед сваркой требуется нагрев до 360–400°C в течение 1 часа, иначе увеличивается риск пористости и трещин.
• Ограничение по току. Работают только на постоянном токе обратной полярности, не совместимы с переменным током.
• Сравнительно низкая скорость сварки. Производительность на 20–30% ниже, чем у рутиловых электродов.
• Сложность для новичков. Короткая дуга скрывает сварочную ванну, поэтому требуется опыт для предотвращения непроваров.
• Чувствительность к влажности. Хранение только в сухих условиях, иначе свойства электродов ухудшаются.
• Стоимость. Цена на 15–20% выше, чем у универсальных аналогов, из-за специализированного применения.

В целом, преимущества электродов ТМУ-21У перевешивают, делая их оптимальным выбором для профессиональной сварки ответственных конструкций.

Производители и поставщики электродов ТМУ-21У в России

В России производство электродов ТМУ-21У сосредоточено на специализированных заводах, многие из которых сертифицированы по ГОСТ и НАКС, что позволяет использовать продукцию для ответственных объектов, включая атомную и тепловую энергетику.

Основные производители:

• ЗАО «Электродный завод» (Санкт-Петербург) — лидер по объёмам производства, выпускает электроды диаметром 2,5–5,0 мм, ориентирован на экспорт и энергетику.
• Судиславский завод сварочных материалов (СЗСМ, Курская область) — сертифицирован для работы на АЭС, производственные мощности до 1000 т/год.
• Московский электродный завод (МЭЗ) — выпускает электроды по ТУ, включая НАКС-версии, диаметры 3–5 мм, поставки осуществляются по всей России.
• Ленинградский электродный завод (ЛЭЗ) — специализация на трубопроводных электродах Ø 3–4 мм, поставки в пачках 5–6 кг.
• Завод сварочных материалов «ГУДЭЛ» (Самара) — оптовые партии, аналоги ESAB, доставка по всей стране.
• Тантал-ЛТД (Самара) — серия ТМУ-21У по ТУ 1272-019-43941405-2016, ориентирован на промышленное применение.
• ESAB Россия (дочернее производство, г. Электросталь) — импортозамещающие аналоги OK 48.15, поставки в пачках по 6 кг.

Крупные поставщики:

• Spetselectrode.ru — опт и розница, доставка по России.
• Svarcka.ru — сеть магазинов, работает с ЭЛЗ и СЗСМ.
• Ventsvar.ru — дистрибьютор ESAB и ТНД.
• Magelectrod.ru — МЭЗ, НАКС-сертифицированная продукция, опт от 100 кг.
• Goodel.ru — завод ГУДЭЛ, доставка по РФ.
• Tck-spb.ru — ТСК, Северо-Запад России.
• Pulscen.ru — агрегатор поставок, включая БСМ-МЕТАЛЛ.

Общий объём производства электродов ТМУ-21У в России составляет около 5000 т/год с тенденцией роста благодаря программам импортозамещения. При закупке рекомендуется проверять наличие сертификатов соответствия и аттестатов НАКС.

Заключение

Электроды ТМУ-21У — надёжный выбор для сварки ответственных конструкций в энергетике и нефтехимии. Они обеспечивают высокую прочность шва, устойчивость к трещинам и минимальные дефекты. Классификация по ГОСТ, строгая маркировка и развитая сеть производителей гарантируют качество и доступность. Несмотря на необходимость прокалки, их стабильная дуга и ударная вязкость делают их незаменимыми для профессионального применения.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Электроды L-55SN — технические характеристики