Сварные или бесшовные? Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТРУБЫ

Е.н. герасимов, зам. генерального директора по производству технический директор ОАО «Газпромтрубинвест»

сварные

или бесшовные?

В практике трубного производства и в сфере использования трубной продукции часто возникает вопрос: каким трубам отдать предпочтение? На этот вопрос утвердительный и весьма убедительный, подтвержденный практикой массового применения электросварных труб в различных отраслях российской и зарубежной экономики дает ответ производство сварных труб на ОАО «Газпромтрубинвест» (г. Волго-реченск, Костромская обл.). ОАО «Газпромтрубинвест» - Волгоре-ченский трубный завод - одно из самых молодых, стремительно развивающихся предприятий в трубной отрасли России. В процессе проектирования, строительства и освоения производства аккумулированы и нашли применение все известные достижения в сферах производства и системах комплексного многостадийного контроля качества электросварных труб улучшенного качества, повышенной надежности и долговечности. Изготовление сварных труб на нашем предприятии осуществляется по следующей технологической схеме.

Рулонная сталь соответствующих марок сталей (в том числе и 22ГЮ) для изготовления труб поставляется ОАО «Северсталь». Рулоны проходят входной

Трубная продукция, как материальный ресурс, в развитии нефтяной и газовой промышленности играет исключительно важную роль. По способу изготовления стальные трубы подразделяются на два основных вида: бесшовные и сварные.

контроль качества, продольную порезку на полосы необходимой ширины. При порезке рулонов обращается особое внимание на качество боковых кромок. На их поверхности полностью исключается образование заусенцев, которые могли бы привести к браку труб (слипание кромок) вместо качественной сварки. Опасность этого вида брака труб усугубляется невозможностью его выявления в заводских условиях известными методами контроля качества (визуальный осмотр, испытание гидравлическим давлением, контроль неразру-шающими физическими методами). Он проявляется в процессе длительной эксплуатации труб, что недопустимо с позиций потребителей. Формовка ленты осуществляется по двухрадиусной калибровке валков формовочного стана, что обеспечивает параллельное сближение торцов кромок ленты в процессе их нагрева токами высокой частоты в сварочной машине. Этим обеспечивается равномерный разогрев кромок ленты по ее высоте. Концы смежных рулонов ленты свариваются дуговой сваркой. На время, необходимое для сварки концов рулонов, создается запас ленты в петлеобразователе, тем самым обеспечивается непрерывность процессов формовки и сварки - непременное условие для создания комплексной системы автоматизированного управления процессами изготовления электросварных труб, в том числе нагревом и сваркой кромок ленты. Сварной шов после снятия наружного и внутреннего грата (наружный грат

снимается заподлицо, остатки внутреннего грата не превышают 0.1 мм) подвергается ультразвуковому технологическому контролю, по результатам которого персонал регулирует параметры процессов изготовления труб. Участки сомнительного качества сварного шва отмечаются краской и в дальнейшем подвергаются особо тщательному контролю на следующих позициях общей системы контроля качества труб. В процессе сварки металл кромок ленты испытывает температурный шок. На ширине около 4-5мм каждой кромки металл почти мгновенно разогревается до 15000С. Поэтому в сварном шве возникают значительные внутренние напряжения, структура металла сварного шва изменяется от мелкозернистой до литой с образованием дендритов. Облагораживание сварного шва (снижение внутренних напряжений и улучшение структуры металла) осуществляется локальной термической обработкой - нагревом шва и зоны термического влияния до температуры 850-9000С с последующим охлаждением сначала на воздухе и окончательно в душирующем устройстве и ванне с проточной водой. При этом значительно повышается сопротивляемость металла сварного шва ударным нагрузкам при минусовых температурах, что позволяет изготовлять сварные трубы в хладостойком исполнении по всему их сечению. После калибровки труб в 4-клетьевом калибровочном стане непрерывные трубы разрезаются дисковой пилой на мерные длины с точностью ±5мм.

58 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № ТО \\ октябрь \ 2007

В дальнейшем на концах труб выполняется фаска, а при необходимости правка труб в косовалковой правильной машине.

Комплексный контроль качества труб, кроме технологического ультразвукового контроля качества сварного шва, включает в себя следующие операции:

• визуальный осмотр и инструментальный обмер размеров труб;

• испытание гидравлическим давлением до 850 атмосфер;

• автоматический ультразвуковой контроль концов труб по всему сечению на расстоянии 190 мм от торца трубы с целью обнаружения продольных дефектов и расслоений;

• автоматический контроль сплошности металла по всему сечению труб магнитным потоком рассеяния с целью обнаружения продольных и поперечных дефектов.

На поверхность труб, признанных годными, наносится консервационное покрытие, после которого трубы увязываются в пакеты и передаются на склад готовой

продукции. Перед отгрузкой труб потребителям они сопровождаются документацией, характеризующей их количество и качество в каждом пакете. Весь технологический процесс изготовления труб производится в автоматическом режиме.

В дополнение к трубоэлектросвароч-ному производству Волгореченский трубный завод располагает:

• отделением по выпуску обсадных и насосно-компрессорных труб с треугольной резьбой, резьбой Батресс и ОТТМ в комплекте с муфтами;

• отделением термической обработки труб по схеме: закалка+отпуск с выдержкой времени при температуре отпуска, что необходимо для обеспечения высокой коррозионной стойкости труб путем придания глобулярной формы зернам структуры металла по всему сечению труб;

• отделение изоляции наружной поверхности труб.

Технологические возможности завода, обеспеченные составом производ-

ственных мощностей, являются уникальными среди трубных заводов России и Западной Европы, изготавливающих сварные трубы. Все номенклатурные виды труб могут изготавливаться в обычном, а также в хладостойком и коррозионностойком исполнениях.

Дискуссии по поводу, каким трубам (сварным или бесшовным) отдать предпочтение, с пуском Волгореченского трубного завода завершились в пользу сварных с учетом условий их эксплуатации. Технические требования к качеству насосно-компрессорных бесшовных и сварных труб объединены в один российский стандарт (ГОСТ Р 52203-2004). Этот стандарт при одинаковых значениях предела текучести металла труб (основной показатель прочности в расчетах несущей способности трубопроводов) предусматривает для сварных труб более высокие нормы пластичности, обусловленные структурой металла этих труб и характеризующие их повышенную хладостойкость и коррозионную

ГАЗПРОМТРУБИНВЕСТ

Волгореченский трубный завод

ОАО «Газпромтрубинвест» - Волгореченский трубный завод - одно из самых молодых, стремительно развивающихся предприятий в трубной отрасли России.

Завод производит следующую Трубную продукцию:

- тру бы стал ьныеэлектросварныенефтегазо проводи ые, вод огазоп рово д ные 0 42 - 16В мм;

- трубы стальные электросварные насосно-иомп рессорные и обсадные с локальной и объемной термообработкой 06О-188мм;

- трубы стальные электросварные прямо шовные с наружным двух- и трехслойным полиэтиленовым покрытием 0 42 - 530 мм.

Продукция завода прошла сертификацию по стандарту API - 5L, API - 5СТ система качества сертифицирована по EN ISO 9001:2000 органом по сертификации TUV NORD.

156901 Костромская обл., г. Вол го реченек, ул. Магистральная 1

Тел./факс: в {49453) 7-80-00; 7-80-30 - приемная

Тел./факс: в {49453} 7-85-19; 7-85-26-отдел сбыта

e-mail: [email protected]

www.vrpp.ru

Представительство в г. Москва

113186 г. Москва, ул. Нагорная 22 корпус 5 3 (495) 127-33-10:127-59-79

и□ ПСШ п DODUDD

□□оаоо

ТРУБЫ

СТАЛЬ 18ГФБ химический состав:

Массовая доля элементов, %

углерод марганец кремний ниобий молибден титан алюминий ванадий сера фосфор азот

0,14- 0,80- 0,15- 0,03- 0,10- 0,01- 0,02- Не более

0,19 1,20 0,35 0,06 0,20 0,03 0,05 0,05 0,006 0,015 0,008

Примечания:

1. Сталь обрабатывают материалами, содержащими кальций с учетом его остаточной массовой доли в готовом прокате не более 0,005%.

2. Остаточная массовая доля в стали хрома, никеля и меди допускается не более 0,10% каждого.

Механические свойства:

Временное сопро- Предел Относительное ударная вязкость KCV-60,

тивление, ав, Мпа, текучести, ат, удлинение, 65, Дж/см2*, не менее

не менее Мпа %, не менее поперечная продольная

595 380-520 22 40 | 50

* — Процент вязкой составляющей в изломе ударных образцов должен быть не менее 50%.

Загрязненность стали неметаллическими включениями при оценке по ГОСТу 1778 не должна превышать:

По среднему баллу

Сульфиды (С) 1,5

Оксиды (ОС, ОТ) 2,5

Силикаты (СХ, СН, СП) 2,5

стойкость по сравнению с бесшовными трубами. Значения допускаемых отклонений по длине труб, их диаметру и толщине стенки, овальности и разностен-ности для сварных труб установлены в 2-3 раза меньше, чем для бесшовных. Волгореченский трубный завод без затруднений и гарантированно обеспечивает требования ГОСТа Р 52203-2004 при изготовлении насосно-компрес-сорных труб (НКТ). Более того, завод имеет реальные возможности для дальнейшего улучшения качества труб. В частности, при изготовлениинасосно-компрессорных труб с размерами 60х5,0 из стали марки 22ГЮ получены следующие показатели качества НКТ: • для группы прочности Дс

МПа, (кгс/мм2) Ов МПа, (кгс/мм2) 6, % ов св. соед. МПа, (кгс/мм2)

470 580 31 590

• для группы прочности Кс

от МПа, (кгс/мм2) Ов МПа, (кгс/мм2) 6, % Ов св. соед. МПа, (кгс/мм2)

520 610 26 620

СТАЛЬ 07ГФБ химический состав:

Массовая доля элементов, %

углерод марганец кремний ниобий ниобий титан алюминий ванадий сера фосфор азот

0,04- 1,1- 0,15- 0,02- 0,02- 0,01- 0,02- Не более

0,09 1,5 0,35 0,06 0,06 0,03 0,05 0,03 0,006 0,015 0,010

Примечания:

1. Сталь обрабатывают материалами, содержащими кальций с учетом его остаточной массовой доли в готовом прокате не более 0,005%.

2. Остаточная массовая доля в стали хрома, никеля и меди допускается не более 0,10% каждого.

Механические свойства:

Временное сопротивление, Ов, Мпа, не менее Предел текучести, от, Мпа Относительное удлинение, 65, %, не менее ударная вязкость KCV-60, Дж/см2*, не менее

540-660 380 23 40

* — Процент вязкой составляющей в изломе ударных образцов должен быть не менее 50%.

Загрязненность стали неметаллическими включениями при оценке по ГОСТу 1778 не должна превышать:

По среднему баллу По максимальному баллу

Сульфиды (С) 1,5 2,5

Оксиды (ОС, ОТ) 2,5 3,5

Силикаты (СХ, СН, СП) 2,5 3,5

Нефтепроводные, обсадные и насосно-компрессорные трубы на протяжении длительного времени эксплуатируются во многих нефтяных компаниях России, США и стран Ближнего Востока. В частности, для ОАО «Татнефть» электросварные НКТ производства Волго-речеснкого трубного завода были изготовлены по специальным техническим условиям ТУ-14-3Р-27-2000, учитывающим все дополнительные технические требования. Таким образом. Высокие служебные свойства электросварных труб подтверждены реальной практикой многолетней эксплуатации. ОАО «Газпромтрубинвест», располагая уникальным набором технологий изготовления, термообработки и изоляции труб, интенсивно осуществляет научно-исследовательскую работу совместно с проектными институтами и металлургическим комбинатом ОАО «Северсталь».

Согласованы и утверждены технические условия на изготовление рулонной стали марок 07ГФБ и 18ГФБ. Их

60 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № 10 \\ октябрь \ 2007

химический состав и механические свойства приводятся выше. Впервые в практике производства рулонной стали для изготовления сварных труб установлены жесткие ограничения по неметаллическим включениям. Низкое содержание серы и фосфора в сталях марок 07ГФБ и 18ГФБ в сочетании с термической обработкой труб являются уверенной предпосылкой для создания производства на Волгореченском трубном заводе электросварных нефтепроводных, обсадных и насосно-компрессорных труб нового поколения с уникальными кор-розионностойкими, пластическими и прочностными свойствами. Учитывая то обстоятельство, что условия эксплуатации трубной продукции в нефтяной промышленности непрерывно усложняются (возрастает доля агрессивной в коррозионном отношении пластовой воды, содержание Н^ и СО2 в добываемом продукте и т.п.), проблемы улучшения качества труб становятся все более актуальными и их

решение не терпит отлагательства. Решение этих проблем возможно при условии, что потребители будут квалифицированно их формулировать, а трубные заводы и металлургические заводы безоговорочно и в сжатые сроки находить соответствующие технические решения в производстве металла и трубной продукции. ОАО «Татнефть» на основе анализа условий эксплуатации трубной продукции выдвинуло повышенные требования к качеству сварных насосно-компрессорных труб. В частности, сформулированы жесткие требования к величине остатка внутреннего грата, допускаемым отклонениям диаметра и толщины стенки от номинального значения, величине сплющивания труб и величине раздачи их конусом. Эти и другие требования значительно превосходят нормативы ГОСТа Р 522032004 на изготовление насосно-комп-рессорных труб и требования американского стандарта АР!-5СТ. Руководствуясь принципом «исполне-

ние запросов потребителей превыше всего», Волгореченский трубный завод не только принял к проработке указанные требования к качеству НКТ, но и в сжатые сроки изготовил 1300 тн НКТ высокого качества, которые нашли применение в нефтегазодобывающих управлениях ОАО «Татнефть». В заключение отметим, что предприятия, занимающиеся выпуском сварных труб, открыты для сотрудничества с предприятиями нефтегазового, машиностроительного и военно-промышленного комплексов.

ОГШООТИВШЕСТ

ОАО «ГАЗПРОМТРУБИНВЕСТ»

156901, Костромская обл.,

г. Волгореченск, ул. Магистральная, 1

тел.: (49453) 7-80-00

факс: (49453) 7-80-30

e-mail: [email protected]

www.MVK.ru

41

5-й Международны и промыт пенный форум

,GEOFORM+

5 11-14 марта 2008

Россия, Москва, МВЦ «Крокус Экспо»

(495) 395-05-35

Последние новости и информация г, для с negu алис то в на са йте: www.geoexpo.ro

www.geoe

> Геология

> Геодевия

> Картография

> Навигация

ОБЪЕДИНЯЕТ 4 СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ВЫСТАВКИ

* ft Геод(?эин"ь5^огил()1и!г." р

Геоинформационкие систем GEO Инженерные изыскания " и nptxJKгиронаннг ■ ■

Интеллектуальные тргнЕпортиВн;

utv * ыту^.никйая мвмгдцяя

<®Р

?ек4+олйг

H UllftpVilOHnN.I-

дпи WHJtfiHÇjRW

ГЕОЛОММ г

li>K НОЛИГ ИII

И OÖDpyflOBПH

еч Si w*

:

H ПО/1 H-■ V117J ï Ki

0)

Организатор:

ЗАО

•Мемлунарсднйл

ЙысТЛСччндИ

КйМИйчИЧ

Coop rah и заторы:

ФедермьлК i rmltf M trofleiMH к клцщгр^фни

Ьцщццня трг Hfnopi но« i рпеwai и ни D)H»fllHU|l ЛССОЩМЦИЯ РЮС(ЦИ

При участии:

Миниспрстпд транспорта J4I

H-Vu-Jï ................

Дирекция:

Q 'О'! 11 Ï, Ptcci'S. Мосны,

Соиолыничккин Bjn. 1, панипьаи 1

О О №SMOS-Î4 RÜ, JSS-wm О

pfrnoH*nmtif представительства îad нвг-

MBKŒBtFQ-aATlAit .7(Î12>S32-15-?4.1ÎZHS9 MBU УРАЛ ti^jJTl Ît-Ti, HSK вЙПГА.: tï (ЯЗ) îil-îb-И, МВЛ СИБИРЬ: il (3S3j 2^6-53 17. WBK ЮГ- *7 |8ô]) TIAÏM5