Руководитель - д.т.н., профессор Горбатенко В.П.

E-Mail: Kosarevitch@ukr.net

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫСОКОПРОЧНЫМ СТАЛЯМ , ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗО- И НЕФТЕПРОВОДНЫХ ТРУБ
• 2 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ   ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ  ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ И ИХ СВЯЗЬ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СТРУКТУРЫ
• 3 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПРОКАТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПОКАЗАТЕЛИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ
• ВЫВОДЫ
• ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ВВЕДЕНИЕ

          Интенсивное развитие нефтегазовой промышленности, необходимость реконструкции и прокладки новых трубопроводов для транспортировки нефти и газа определяет направление развития отечественной металлургии. В  последние десятилетия, основываясь на более совершенных знаниях в области физического металловедения и металлургических технологий, были сделаны существенные разработки по созданию сталей новых систем легирования для нефтегазопроводных труб большого диаметра.

 1        ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫСОКОПРОЧНЫМ ТРУБНЫМ СТАЛЯМ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗО- И НЕФТЕПРОВОДОВ

          Установление причин, природы и механизма разрушений нефтегазопроводных труб позволяет заново рассмотреть вопрос, насколько требования, предъявляемые к металлу нефтегазопроводных труб, обеспечивают надежную работу магистральных трубопроводов.

          В СНиП 2.05.06-85 задаются определенные требования к металлу труб:  отношение σ_Т/σ_В металла труб должно быть не более 0,80 при изготовлении их из низколегированных сталей, 0,85 – из дисперсионно твердеющих и термоупрочненных сталей и 0,90 – из сталей после контролируемой прокатки; относительное удлинение  δ - в пределах 20 % в зависимости от марки стали.

          Установлено, что безаварийная эксплуатация магистрального трубопровода определяется не только прочностными характеристиками металла, но и его сопротивлением хрупкому разрушению. Ударная вязкость – наиболее распространенный показатель стали, характеризующий ее сопротивление хрупкому разрушению. В требования к металлу труб этот показатель введен потому, что в магистральном трубопроводе имеется ряд условий для перехода металла в хрупкое состояние.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ И ИХ СВЯЗЬ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ  

            Исследование трещиностойкости или сопротивляемости металла труб действующих магистральных нефтегазопроводов хрупкому разрушению является актуальной проблемой как с точки зрения определения рациональной загрузки длительно эксплуатируемых трубопроводов, так и оценки их остаточного ресурса. В металле  длительно эксплуатируемых труб всегда имеются усталостные трещины, постепенно развивающиеся во времени. Все стандартные механические параметры, которые применяются при расчетах труб на прочность, не учитывают возникших трещин, их опасность, тогда как любые разрушения металла трубопроводов (кроме коррозионных и эрозионных) происходят из-за образования и роста трещин.

Характеристики сопротивления разрушению ( К_IC, K_C, δ_C, I ) определяют трещиностойкость металла – его способность работать в конструкции с трещиной. Применение этих характеристик как критериев конструкционной прочности, позволило решить ряд задач, которые не поддавались решению с использованием традиционных характеристк предельной прочности.

 3 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПРОКАТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПОКАЗАТЕЛИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ

            При реализации контролируемой прокатки варьируемыми параметрами считают температуру нагрева, температуру деформации, в частности, окончания деформации, суммарную и однократную (за 1 пропуск) степень обжатия, скорость прокатки, число пропусков и длительность пауз между ними, режимы последеформационного охлаждения.

          Эффект контролируемой прокатки связан не только с измельчением зерна, но и с созданием устойчивой субструктуры, причем во многих случаях влияние субструктуры является преобладающим.

ВЫВОДЫ

                Сложные условия разработки нефтяных и газовых месторождений и необходимость более надежной и экономичной их транспортировки по трубопроводам из мест добычи к потребителю становятся движущей силой для разработки новых сталей и технологического процесса их производства. Для осуществления этих задач развитие трубного производства будет продолжаться в ХХI веке с более высокой эффективностью.

Для решения  задачи безаварийной эксплуатации магистральных нефте- и газопроводов необходимо детальное изучение процессов разрушения металла труб, закономерностей изменения тонкой структуры и свойств трубных сталей при длительной эксплуатации нефтепроводов.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

           1. Шафигин Е.К., Степашин А.М., Александров С.В., Гаврилов А.В. Освоение производства листового проката класса прочности К52 для сварных газонефтепроводных труб из дисперсионно-упрочняемых сталей// Металлург.- 2000, № 2.- С.43-46.

          2. Разработка и технологический процесс производства трубных сталей в ХХI веке/ Ю.И.Матросов,   Ю.Д.Морозов,  А.С.Блолтов,    Ф.Хайстеркамп// Сталь.- 2001,  № 4.- С. 58-62.

          3. Пантелеенко В., Овчинников Н., Семенов С. Особо чистый металл// Металл.- 2000, № 1.- С. 62-67.

          4. Трещиностойкость металла труб нефтнпроводов/ А.Г.Гумеров, К.М.Ямалеев, Г.В.Журавлев, Ф.И.Бадиков.- М.: Недра, 2001.- 231 с.

          5. Анучкин М.П. Прочность сварных магистральных трубопроводов.- М.: Гостоптехиздат, 1963.- 196 с.

          6. Ямалеев К.М. Старение металла труб в процессе эксплуатации нефтепроводов.- М.: Изд. ВНИИОЭНГ, 1990.- 64 с.

          7. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы/ Госстрой СССР.- М.: Госстрой СССР, 1985.- 52 с.

          8. Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И., Шафигин Е.К., Степашин А.М. Перспективы развития производства штрипса класса прочности К60 для газопроводных труб диаметром 1420 мм в условиях ОАО НОСТА// Металлург.- 2000, № 2.- С. 33-36.

          9. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов.- М.: Металлургия, 1989.- 288 с.

          10. Голованенко С.А., Фонштейн Н.М. Двухфазные низколегированные стали.- М.: Металлургия, 1986.- 207 с.

          11. Остсемин А.А., Дильман В.Л. Трещиностойкость и ударная вязкость прямо- и спиральношовных труб// Сталь.- 2001, № 10.- С. 44-49.

          12. Bonomo F., Bramanter M., Spedaletti M.// Int. conf. on Fracture Mechanics. Rome, 1980.- P. 567-578.

          13. Maxey W.A., Kiefner J.F., Eiber R.S.//Proc. of the 12-th World Gas Conf. Int. Gas. Union. Paris, 1973.- P. 66-72.

          14. Poynton W.A.// Symp. Grack propag in pipelines Newcastle upon Tyne. England, 1974.- P. 120-132.

          15. Seifert K.// Zvaranie, 1985.- V.34.- №8.- Р. 230-238.

          16. Оценка анизотропии механических свойств и трещиностойкости листов и труб большого диаметра/ В.М. Дорохин, В.П. Горбатенко, Ю.Д. Морозов,              Г.А. Филиппов// Сталь.- 2001, № 1.- С. 65-69.

          17. Золоторевский В.С. Механические свойства металлов.- М.: Металлургия, 1983.- 272 с.

          18. Контролируемая прокатка/ В.И. Погоржельский, Д.А. Литвиненко,         Ю.И. Матросов, А.В. Иваницкий.- М.: Металлургия, 1979.- 184 с.

          19. Бернштейн М.Л. Структура деформированных металлов.- М.: Металлургия, 1977.- 432 с.

          20. Прокатка толстых листов/ П.И. Полухин, В.И. Клименко, В.П. Полухин и др.- М.: Металлургия, 1984.- 288 с.

          21. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н., Бородкина М.М., Григорьева Т.М. Влияние контролируемой прокатки на механические свойства, структуру и характер разрушения стали 09Г2// Металлы.- 1980, № 5.- С. 99-104.

          22. Проблемы совмещения горячей деформации и термической обработки стали/ А.А. Баранов, А.А. Минаев, А.Л. Геллер, В.П. Горбатенко.- М.: Металлургия, 1985.- 128 с.

          23. Масахиро М.- Тэцу то хаганэ, 1980.- № 4.- С. 593.

          24. Матросов Ю.И., Насибов А.Г., Голиков И.Н. Свойства малоперлитных сталей с ванадием и ниобием после контролируемой прокатки// Металловед. и терм. обработка металлов.- 1974, № 1.- С. 27-34.

          25. Матросов Ю.И., Филимонов В.Н. Повышение свойств низколегированной стали с микродобавками ниобия, ванадия и титана путем контролируемой прокатки// Черная металлургия. Бюл. НТИ.- 1981, №9.- С. 51-53.

          26. Бабич В.К. Влияние различных факторов на закаливаемость и прокаливаемость низкоуглеродистой конструкционной стали// Повышение свойств и эксплуатационной надежности термически обработанного проката/ М.: Металлургия, 1988.- С. 6-9.

          27. Гольдштейн М.И., Емельянов А.А., Пышминцев И.Ю. Упрочнение малоуглеродистых сталей// Сталь.- 1996, № 6.- С. 53-58.

          28. Савенков В.Я., Атаманенко В.А., Липунов Ю.И., Тихонюк Л.С. Влияние ускоренного охлаждения с нормализационного нагрева на механические свойства стали 09Г2С// Повышение свойств и эксплуатационной надежности термически обработанного проката/ М.: Металлургия, 1988.- С. 64-66.

          29. Большаков В.И., Рычагов В.Н., Пилипченко Ю.И., Лебедь О.В. Улучшаемые малоперлитные стали со структурой игольчатого феррита// Повышение свойств и эксплуатационной надежности термически обработанного проката/ М.: Металлургия, 1988.- С. 19-22.

          30. Поздняков Л.Г. Повышение надежности магистральных трубопроводов путем термического упрочнения труб// Черная металлургия. Бюл. НТИ.- 1983, № 10.- С. 18-28.