Технические требования к качеству труб для коррозионно-активных сред Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

и.ю. Пышминцев, ю.и. Блинов, Б.г. Барменков, М.д. Алютин, л.А. илюшкина, ОАО «РосНИТИ»

технические требования к качеству труб для коррозионно-Активных сред

В настоящее время трубы повышенной коррозионной стойкости изготавливаются по более чем 50 техническим условиям, которые часто дублируют друг друга и дезориентируют потребителя.

На современном этапе одним из базовых стратегических путей развития трубной промышленности и трубопроводного транспорта является решение проблем безопасности и снижение аварийности данных производственных объектов. В первую очередь это возможно на основе совершенствования

Таблица 2. Величина зерна

гарантированного уровня потребительских свойств трубной продукции. Приведенные ниже требования распространяются на трубы стальные для промысловых трубопроводов при транспортировке коррозионно-актив-ных сред давлением до 14 МПа и эксплуатации при температуре окружаю-

щей среды до -60°С. Коррозионно-активные среды по данным ЗАО «ВНИИТнефть» делятся на следующие группы:

• среднекоррозионная группа;

• высококоррозионная группа;

• особокоррозионая группа. Вводится три уровня требований к трубной продукции (УТП 1, УТП 2 и УТП 3). УТП 1 устанавливает основной уровень качества труб для трубопроводов. Дополнительные требования к качеству труб устанавливаются уровнями УТП 2 и УТП 3.

Уровни требований к трубной продукции, в зависимости от эксплуатируемой в коррозионно-активных средах, приведены в таблице 1.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Химический состав металла и его отклонения должны быть обеспечены производственным процессом и соответствовать указанным уровням требований к продукции. В зависимости от уровня требований к продукции химический состав должен быть следующим.

Первый уровень требований к продукции - УТП 1

Химический состав металла труб и допускаемые отклонения по массовой доле элементов для труб всех, указанных в стандарте, групп прочности КП245 -КП550 должны соответствовать требованиям ГОСТ 19281, ГОСТ 4543 и ГОСТ 1050, при этом массовая доля серы должны быть не более 0,015%, а массовая доля фосфора должна быть не более 0,020%.

Таблица 1. Уровни требований к трубной продукции

Коррозионно-активная среда Уровни требований к продукции, УТП

УТП 1

Среднекоррозионная УТП 2

УТП 3

Высококоррозионная УТП 2 УТП 3

Особокоррозионая УТП 3

Уровень требований к продукции (УТП) Величина зерна, балл, не крупнее

1 8

2 9

3 10

Таблица 3. Загрязненность стали неметаллическими включениями

Уровень требований Сульфиды Оксиды Оксиды Нитриды

к продукции (УТП) и оксиды точечные строчечные

1 2,5 2,5 2 1,5

2 1,5 2 1 1

3 1 1,5 0,5 0,5

Таблица 4. Полосчатость микроструктуры*

Уровень требований к продукции (утп) Полосчатость микроструктуры, балл, не более

1 2,0

2 1,5

3 1,0

* Кроме нормализованных труб

Предприятие ЗАО «ТЕРМА»

является производителем термоусаживающихся материалов «ТЕРМА» для антикоррозионной защиты тепло-, водо-, газо-, нефтепроводов с 1997 г.

Основными областями применения нашей продукции являются:

Изоляция стальной трубы, не имеющей базовой заводской изоляции, методом спиральной намотки в заводских либо трассовых условиях. Нанесение защитной обертки на трубы, покрытые битумным слоем. Изоляция стальной трубы методом спиральной намотки при проведении переизоляционных работ в трассовых условиях. Изоляция сварных стыков труб диаметром до 1420 мм с заводским полиэтиленовым покрытием и покрытием на основе термоусаживающихся лент с возможностью получения двух- и трехслойной изоляции.

Ремонт мест повреждения заводского полиэтиленового покрытия или покрытия на основе термоусаживающихся лент путем заполнения места повреждения полимерным заполнителем с последующей установкой армированной заплатки для увеличения прочностных свойств покрытия. Гидроизоляция теплопроводов различного назначения с температурой носителя до 150°С.

Изоляция тройников, отводов и фасонных изделий в базовых и трассовых условиях.

Россия, 19Е029, г. Санкт-Петербург, ул. Дудко, 3 Тел. 8 (ВТ2) 600-18-21, 600-18-20 Факс 8 (812) 740-37-38

Е-таИ: ЬвгтаОЯ @уапс!ех.пи

[email protected]

Сайт: www.terma-spb.ru

ЗАщИТА ОТ кОРРОЗИИ

Таблица 5. Требования к механическим свойствам металла труб при испытании на растяжение

Тело трубы Сварной шов

(бесшовные и сварные трубы) ТВЧС, ДСФ ДСФ

Классы прочности Предел текучести sт0,5, Н/мм2 Предел прочности sв Н/мм2, мин. Коэффициент sт0,5/sв макс. Удлинение Lо=5,65 6, % мин. Удлинение равномерное 6р, % не менее Предел прочности бв , Н/мм2 мин. Диаметр оправки для испытания на изгиб

КП245 От 245 до 440 415 0,90 22 По требованию 3Т

КП290 От 290 до 440 415 0,90 21 По требованию 3Т

КП360 От 360 до 510 460 0,90 20 По требованию Те же значе- 4Т

КП415 От 415 до 565 520 0,92 18 По требованию ния, что и для 5Т

КП450 От 450 до 570 535 0,92 18 По требованию тела трубы 6Т

КП485 От 485 до 605 570 0,92 18 По требованию 6Т

КП555 От 555 до 675 625 0,92 18 По требованию 6Т

Второй уровень требований к продукции - УТП 2

Химический состав металла труб, предназначенных для эксплуатации в высококоррозионно-активных средах, в основном, должен иметь более низкое содержание серы не более 0,010 %. Кроме того они обязательно должны пройти термообработку. Третий уровень требований к продукции - УТП 3

Химический состав металла труб, предназначенных для использования в особокоррозионно-активных средах, должен иметь еще боле низкое содержание серы - не более 0,003 %. Наличие термообработки также обязательно.

Размер зерна, загрязненность и полосчатость микроструктуры

Размер зерна в зависимости от уровня требований к продукции приведен в таблице 2. Контроль величины зерна осуществляется методом сравнения со шкалой 1 ГОСТ 5639-82. Загрязненность стали неметаллическими включениями контролируется по ГОСТ 1778-70 (метод Ш, вариант Ш4).

ПОЛОСЧАТОСТЬ МИКРОСТРУКТУРЫ

Полосчатость микроструктуры не должна превышать следующих величин по ГОСТ 5640-68 (ряд А и Б).

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБ

Общие требования

Трубы должны соответствовать требо-

ваниям, приведенным в таблице 5. Испытания на ударный изгиб проводятся при соответствующей температуре зависящей от температуры эксплуатации. Величина работы удара зависит от диаметра трубы и группы прочности. Доля вязкой составляющей в изломе образца при испытании на ударный изгиб по Шарпи с V-образным надрезом для труб всех групп прочности и температур в интервале от -10°С до -60°С приведена в таблице 6.

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

Испытанию гидравлическим давлени-

Таблица 6. Доля вязкой составляющей

ем должна быть подвергнута каждая труба.

Давление гидростатического испытания не должно быть больше чем:

• 50,0 МПа для наружного диаметра до 406,4 мм включительно;

• 25,0 МПа для наружного диаметра свыше 406,4 мм.

Расчет давления гидростатического испытания необходимого для достижения окружного напряжения, равного 95% от минимального предела текучести, проводится по специальным формулам в зависимости от типа оборудования. Испытательное давление должно вы-

Уровень требований к продукции Доля вязкой составляющей, %, не

(УТП) менее

1 50

2 70

3 80

Таблица 7. Результаты испытания на сопротивление растрескиванию под воздействием водорода

Наименование УТП 1 УТП 2 УТП 3

Коэффициент чувствительности к растрескиванию (CSR) « 2,0 %; « 1,5 %; 1,0 %

Коэффициент длины трещины « 3,0 %; « 1,0%; « 0,5 %;

Коэффициент ширины трещины « 6,0 %; « 3,0 %; « 1,0 %;

Таблица 8. Твердость

Уровень требований к продукции (УТП) Твердость

НV10, не более НRС, не более

1 230 22

2 240 24

3 250 25

держиваться не менее 10с и регистрироваться во время испытания труб. Данные записи должны быть использованы для проверки представителем соответствующего контролирующего органа.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

К трубам при эксплуатации их

В КОРРОЗИОННО-АКТИВНОЙ СРЕДЕ

Результаты испытаний на сопротивление растрескиванию под воздействием водорода должны отвечать следующим данным, определенным по NACE TM0284, причем цифры, приведенные ниже, являются средними значениями для трех секций каждого образца.

Трубы должны выдерживать испытания на стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением (СКРН) по стандарту NACE ТМ 0177-96, метод А. Пороговое напряжение СКРН (ath) на продольных образцах должно быть не менее 70% от минимального гарантируемого предела текучести материала - УТП 1, не менее 75% - УТП 2 и не менее 80% - УТП 3. Значение критического коэффициента интенсивности напряжений в вершине коррозионной трещины (Klssc) должно быть не менее:

• для УПТ 1 - 35 МПа • м1/2;

• для УПТ 2 - 38 МПа • м1/2;

• для УПТ 3 - 40 МПа • м1/2;

На поверхности шлифованных образцов после испытаний в сероводородсодержащей среде NACE не допускается наличие вздутий.

Скорость общей коррозии металла в модельных средах не должна превышать 0,5 мм/год - УТП-1, 0,3 мм/год - УТП 2 и 0,2 мм/год - УТП 3.

Проведение испытаний на твердость. Максимальная твердость в любом месте (в теле трубы, зоне термического влияния и шве) не должна превышать значений указанных в таблице 8.

СВАРИВАЕМОСТЬ

Введены требования по химическому составу стали и, в частности, ограничения по характеристикам CEV и Pcm для обеспечения свариваемости стали.

Однако следует учитывать, что поведение стали во время и после сварки будет зависеть не только от марки стали, но также от использованных расходных материалов для сварки и от условий подготовки и проведения сварки. С учетом рекомендаций ФРТП ОАО «РосНИТИ» совместно с ТК357 приступили в 2007 г. к разработке национального стандарта ГОСТ Р с рабочим названием «Трубы стальные трубопроводные для коррозионно-активных сред». Введение трех уровней требований к продукции позволит выбрать наиболее оптимальный вариант для строительства и эксплуатации трубопроводов.

Реализация данных технических требований при введении в действие стандарта позволит повысить качество труб, их эксплуатационную надежность и существенно уменьшить количество аварий на месторождениях газа и нефти.

WWW.NEFTEGAS.INFO

ООО «Копейский завод изоляции труб»

Россия, 456G56. Челябинская обл., г. Копейск, пос. Железнодорожный, у л,Мечникова, 1 тел,(3512) 70-93-59 тЩикс: (3512}«-39иб www.fczit.nj e-mail: kzK@cfief,surret.ru

I.Изоляция

Имеющееся на заводе оборудование позволяет наносить следующие виды антикоррозионных покрытий: эпоксидное, двух и трёхслойное зкструдированное. Диаметр изолируемых труб с 273 по 1420 мм. Проектная мощность 300 км усреднённого диаметра (1020мм) в год. В 2004 году получены положительные результаты испытаний заводского покрытия на соответствие Техническим требованиям ОАО«АК» Траке нефть. Трубы завода с наружным защитным покрытием используются при капитальном ремонте и строительстве газопроводов ОАО«Газпром«.

Л.Изготовление гнутых отводов

Создан и успешно функционирует цех по изготовлению гнутых отводов как из изолированных так и из чёрных труб диаметром от219мм до 1420м мак лючитепьно, Гнутые отводы соответствуют требованиям ГОСТ 24950-81 и ТУ 1468-013-00154341-03.

Ш.Восстановление труб бывших в эксплуатации

Введён в строй цех по восстановлению труб бывших в эксплуатации диаметром от 530 мм до 1420мм, мощность цеха 100 км в год усреднённого диаметра (1020мм).

г t

.- j