Неделя с ТМК. Выпуск №18 (116)
0:00
/
ТМК провела успешные испытания высокопрочных труб К70. Они смогут выдерживать высокое давление и станут частью перспективных газопроводов в регионах со сложным ландшафтом и экстремальным климатом.
Магистральные газопроводы – важные инфраструктурные объекты, строительство которых затрагивает в том числе регионы со сложной геологией. Ранее на таких участках применяли трубы прочностью до К65 с рабочим давлением до 11,8 МПа. Но их возможности сильно ограничены, особенно когда речь заходит о транспортировке природного ресурса на большие расстояния.
Решить эту задачу помог бы монтаж десятков дополнительных компрессорных станций, увеличение толщины стенки труб или рабочего давления внутри газовой артерии. И если первые два варианта повысят стоимость и металлоемкость объекта, то третий сделает его как минимум небезопасным. Ведущие научно-исследовательские институты страны подключились к созданию технологий, повышающих производительность и рентабельность газопроводов.
Насколько популярными станут высокопрочные трубы большого диаметра, предугадать сложно, но такая продукция найдет применение в условиях, когда невозможно использовать большое количество компрессорных станций. Плюс данных изделий еще и в том, что они позволяют снижать металлоемкость проектов трубопроводного транспорта.
ТМК не только вошла в пул разработчиков, но и преуспела в этом направлении.
Компания выпустила трубы класса прочности К70, позволяющие повысить рабочее давление без сопутствующего увеличения толщины стенки. Опытные партии диаметром 1420 х 26,3 и 31,6 мм изготовили на предприятии в Челябинске – в цехе «Высота 239».
Отработка технологии производства труб повышенной прочности началась с выпуска проката. Сначала специалисты ТМК совместно со сталеварами провели исследование свойств металла четырех плавок, прокатанных в листы по 11 режимам. Затем их доставили в цех «Высота 239» и задали в стан пошаговой формовки.
Следующий этап – сварка продольных швов трубной заготовки. Эту операцию осуществляли двумя методами – с помощью стандартной электродуговой сварки под флюсом (толщина стенки – 26,3 и 31,6 мм) и уникальной, не имеющей аналогов в мире, гибридной лазерно-дуговой технологии (толщина стенки – 31,6 мм).
Для освоения производства труб К70 силами специалистов в Челябинске и сотрудников дирекции по научной работе ТМК были разработаны технологии формообразования и сварки в двух вариантах: стандартная электродуговая и гибридная лазерно-дуговая. Прежде чем прийти к нужному результату в цеховых условиях, процессы производства смоделировали в цифровом варианте, а затем опробовали на лабораторном оборудовании. Только за последний год было проведено более 20 опытных работ, испытано свыше 5000 образцов.
– Преимущество гибридной лазерно-дуговой сварки заключается в узконаправленном действии соответствующего луча и минимальной погонной энергии, что позволяет сократить зону термического влияния, а значит, обеспечить высокие механические характеристики на протяжении всего сварного соединения, – рассказал заместитель директора по научной работе ТМК Антон Гизатуллин.
Выпущенная по этой технологии продукция имеет такие эксплуатационные особенности, как высокая прочность и пластичность. Первая обеспечивает хорошую несущую способность трубы, а вторая снижает риск аварий на газопроводе.
Для подтверждения заданных стандартов каждый новый вид продукции проходит три стадии проверки: тестирование на конструктивную прочность, полигонные пневматические и гидравлические испытания.
Проверку на конструктивную прочность прошли трубы диаметром 1420 мм с толщиной стенки 26,3 и 31,6 мм со сварным швом методом электродуговой сварки под флюсом, а также сортамент 1420 х 31,6 мм со сварным швом методом гибридной лазерно-дуговой сварки.
Во время данных испытаний трубы, с приваренными к торцам заглушками, заполняют водой под давлением до полного разрушения. В протоколе фиксируются результаты: сколько атмосфер накачали в момент разрыва, в каком месте он произошел, а также каким был характер трещин.
Тестирование показало, что во всех случаях трубы разрушились по основному металлу на расстоянии от сварного соединения и при том давлении, на которое рассчитывали эксперты.
Следующий шаг – пневматические испытания. Для этого изготовили сложную плеть. В ее центре разместили трубу – инициатор разрушения со специальным надрезом и кумулятивным зарядом. С двух сторон к ней присоединили секции из трех испытуемых и буферных труб общей длиной не менее 32 и 65 м соответственно. Конструкцию установили в траншее и накачали воздухом до испытательного давления, а дальше взрывом на трубе-инициаторе запустили трещину в газопроводе.
Данная проверка показала впечатляющие результаты – протяженность разрушения не превысила установленные нормативы.
Также трубы повышенной прочности прошли гидравлические испытания. Согласно их методике, по центру сварного шва и основному металлу сделали глубокий надрез, а изделие довели до разрушения под действием гидростатического давления.
Как итог – лазерный шов доказал высокую надежность, не допустив полного разрушения трубы. Кроме того, он выдержал более высокое давление в отличие от соединения, выполненного по стандартной технологии.
– Смысл данных испытаний в том, чтобы продемонстрировать поведение шва при критической нагрузке. При нагнетании давления разрушение практически сразу уходит с зоны соединения, что свидетельствует о значительном запасе прочности. Это говорит о том, что наши трубы крепче стали, – подчеркнул Антон Гизатуллин.
Преимущества труб повышенной прочности с применением специальных технологий сварки очевидны. Они эффективны как при частичной замене действующих сетей, так и при строительстве новых. Трубы К70 ТМК увеличат надежность газовых артерий, в том числе в сложных условиях эксплуатации.
