Территория Нефтегаз № 3-4 2022

Актуальность

Надежность трубопроводов во многом определяет стабильность обеспечения регионов России важнейшими топливно-энергетическими ресурсами. Отказы магистральных трубопроводов приводят к полному или частичному прекращению перекачки, нарушают нормальную работу предприятий, усложняют жизнь городов и целых областей. По этой причине обеспечение их надежной работы – одна из основных задач при эксплуатации. Получение комплекса высоких механических и эксплуатационных свойств сварных труб в современных производственных условиях невозможно без применения научно обоснованных режимов термической обработки, прокатки, формовки. Сварные трубы по сравнению с бесшовными характеризуются низкой себестоимостью, размерной стабильностью, высокой коррозионной стойкостью основного металла и возможностью изготовления труб различного типоразмера. Для того чтобы корректно провести выбор режима обработки для каждой конкретной марки стали, необходим сбор большого количества экспериментальных данных, что решается применением систем гибкого управления режимами обработки, основанных на моделировании с использованием современных программных продуктов, созданных на основе конечно-элементного анализа, позволяющих посредством проведения компьютерного моделирования совершенствовать технологию изготовления того или иного изделия.

Постановка задачи

Потребители дополнили и без того широкий комплекс нормируемых показателей для трубных заготовок новыми, характеризующими коррозионную стойкость [4]. Для изготовления горячедеформированных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости для нефтегазопроводов применяется конструкционная высококачественная сталь 13ХФА. Такие трубы отличаются повышенной стабильностью механических характеристик, низкой температурой вязко-хрупкого периода, повышенной стойкостью к коррозии, стойкостью к сульфидному коррозионному растрескиванию и образованию водородных трещин. Опыт эксплуатации показывает, что разрушение трубопроводов, как правило, связано не с недостаточной прочностью металла, а с его низкой вязкостью или коррозионной стойкостью [2].

Решение задачи

Несмотря на многочисленные работы [5], касающиеся методов повышения прочностных и пластических свойств, коррозионной стойкости и хладостойкости сталей для нефтегазотрубопроводов, остается недостаточно разработанным вопрос взаимосвязи перечисленных свойств. Проведение комплексного исследования позволит осуществить научно обоснованный выбор режимов обработки низколегированной стали 13ХФА для формирования структурного состояния, обеспечивающего комплекс повышенных свойств. В настоящее время отсутствует однозначная оценка влияния режимов послесварочной термической обработки и структуры сварных соединений на их склонность к коррозионно-механическому разрушению.

В качестве объектов исследований при решении задач повышения коррозионной стойкости сварных соединений труб использовали рулонный прокат с дополнительным субструктурным и фазовым упрочнением методом контролируемой прокатки (сталь 13ХФА).

Исследования выполняли на трубах 530 16 мм из стали 13ХФА. В работе использовали такие традиционные методы исследований, как металлографический анализ, механические испытания, фрактографический анализ изломов.

Выводы

Показаны принципы и технологические пути получения труб со сварными швами, близкими по структурному состоянию и, соответственно, механическим свойствам и коррозионной стойкости свариваемого металла, что позволяет добиться высоких показателей, соответствующих классу прочности К52.