Рассмотрены возможности применения многократной структурной перекристаллизации для улучшения эксплуатационных характеристик стали 20, используемой для изготовления труб поверхностей нагрева. Актуальность работы обусловлена непрерывным увеличением числа коррозионных повреждений элементов котельных агрегатов. Проведена оценка влияния параметров микроструктуры (разнозернистости) на коррозионную стойкость, и предложен способ термической обработки, повышающий эксплуатационную надежность труб. Установлена существенная зависимость коррозионных характеристик от размерных параметров зерен. Наиболее эффективными режимами, уменьшающими разнозернистость микроструктуры, являются режим двукратной нормализации при температуре 920, 930 °С и однократный режим при 940 °С. Максимального значения 0,49 фактор разнозернистости достигает при двукратной нормализации при температуре 920 °С. При указанном режиме значение средней площади зерен феррита уменьшается на 42 %, значение фактора разнозернистости увеличивается в 3,3 раза по сравнению с исходным состоянием. Этот режим термообработки обеспечивает минимальную скорость коррозии, при этом механические свойства находятся в пределах требований соответствующих нормативных документов. Обнаружено уменьшение глубины межкристаллитных трещин в 1,5 раза (с 31,7 до 21,1 мкм) по сравнению с трещинами, образовавшимися на образцах, прошедших рекомендуемую ТУ-14-3Р-55-2001 термообработку. Применение режима двукратной нормализации при 920 °С для термообработки углеродистой стали 20, применяемой в теплоэнергетике для изготовления труб поверхностей нагрева, позволит увеличить срок эксплуатации тепловоспринимающих элементов котла за счет значительного снижения скорости наружной коррозии.