книги / Материалы для сооружения газонефтепроводов и хранилищ

рами; г —радиус закругления оправки при загибе полос

наружному диаметру 50—219 мм, ± 1,5 % по наружному диаметру свыше 219 мм; +12,5 (-15) % по толщине до 15 мм, ±12,5 % по толщине 15— 30 мм, +10 (-12,5) % по толщине 30 мм и более. Предельные отклоне­ ния торцов сварных труб типа 1 равны: ±1,5 мм по наружному диаметру 159 и 168 мм, ±2 мм по наружному диаметру 168-325 мм, ±2,2 мм по наружному диаметру 325-426 мм, ±3 мм по наружному диаметру 426— 630 мм, ±4 мм по наружному диаметру 630—820 мм. Предельные от­ клонения торцов сварных труб типа 2 равны: ± 1,2 мм по наружному диаметру 159 и 168 мм, ±1,5 мм по наружному диаметру 168 до 325 мм, ±2 мм по наружному диаметру 377 мм, ±2 мм по наружному диаметру 530, 630, 720 и 820 мм. Предельные отклонения торцов сварных труб типа 3 составляют: ± 2 мм (обычной точности) и ± 1,6 мм (повышенной точности) по наружному диаметру 530, 630, 720 и 820 мм (экспаидиро-

вание), ±2 (ТУ) и ±2,5 мм (ГОСТ) по наружному диаметру 1020 мм (прямошовные, +3 (ТУ) и ±4 мм (ГОСТ) по наружному диаметру 1220 мм, ±0,4 % по наружному диаметру 1420 мм.

Овальность —отношение разницы между наибольшим и наименьшим наружными диаметрами (Dmzx —Dmjn) в одном сечении к номинально­ му диаметру D: 0 = (Z>max - Anin) Ю 0/Д %. Для концов труб она не должна превышать 1 и 0,8 % для номинальных толщин стенок 20 мм и более. Отклонения от номинальных наружных диаметров торцов труб на длине не менее 200 мм не должны превышать для труб диаметром до 800 мм предельные отклонения по диаметру и толщине стенки, приве­ денные в ГОСТ, а для труб диаметром свыше 800 мм —±2 мм.

Длина труб должна быть в пределах 10,5—11,6 м. Кривизна труб до­ пускается не более 1,5 мм на 1 м длины. Общая кривизна труб не должна превышать 0,2 % от полной длины. Концы труб должны быть обрезаны

142

остаточной деформации, превышающей пределы допускаемых отклоне­ ний по диаметру труб.

Разрешается проводить ремонт дефектов сварных швов путем их вырубки и последующей заварки, а также ремонт основного металла пу­ тем зачистки. Ремонт основного металла сваркой не допускается.

Сталь для труб отечественного производства

Для газонефтепроводов используют стали углеродистые обычной прочности, низколегированные повышенной прочности и низколегиро­ ванные высокой прочности (табл. 20). Низколегированные стали высо­ кой прочности применяют двух видов: дисперснонно-твердеющие и ма­ лоперлитные или бесперлитные (бейнитные) стали контролируемой про­ катки (экономно-легированные).

Высокопрочными малоперлитными трубными сталями называют стали с очень низким содержанием углерода и микродобавками ниобия, ванадия, титана, бора марок 09Г2ФБ, 10Г2ФБ и т.д. Они имеют после контролируемой прокатки малоперлитную (феррито-перлитную) мел­ козернистую структуру. При использовании ускоренного охлаждения листовой низколегированной стали непосредственно после контролируе­ мой прокатки эти стали могут иметь феррито-бейнитную или бейнитную (бесперлитную) структуру (бейнитные стали).

В отличие от малоперлитных и бейнитных сталей дисперсионнотвердеющие стали марок 17Г2СФ, 15Г2ФЮ содержат примерно в 1,5— 2 раза большее количество углерода, который в сочетании с микродо­ бавками приводит к образованию упрочняющих карбидных, нитридных, карбонитридных и других фаз и получению мелкозернистой феррито­ перлитной структуры. Причем эффект от такого упрочнения существен­ но возрастает при применении нормализации и других видов термообра­ ботки. Дисперсионно-твердекхцие стали склонны к переходу в хрупкое состояние при температуре от 10 до —20 °С.

Контролируемая прокатка — метод термомеханической обработки металла. Она приводит к повышению прочностных характеристик и ударной вязкости листовой и рулонной стали. При этом у малоперлит­ ных и бейнитных сталей повышается также хладностойкость. Они яв­ ляются хорошо сваривающимися в заводских и полевых условиях в от­ личие от дисперсионнотвердеющхих сталей, для сварки которых требу­ ются специальная технология и подогрев.

Дисперсионно-твердеющие стали марок 17Г2СФ, 15Г2ФЮ, а также низколегированные стали марок 14ХГС, 17Г1С-У применяют для труб в обычном исполнении; малоперлитные и бейнитные стали марок 09Г2СФ, 09Г2ФБ, 08Г2СФБ, 08Г2СФТ, 10Г2ФБ-У, 10Г2ФТ-У - для труб в север­ ном исполнении. Для северных условий применяют также дисперсионнотвердеющую низколегированную сталь марки 13Г2АФ с пониженным содержанием углерода.

144

а олжский грубный завод

П р и м е ч а н и я . 1. Трубная сталь, подвергнутая тем или иным внепечным методам обработки, в своей марке имеет до­ полнительно букву У (сталь улучшенного качества), например 17Г1С-У:8 ^0,02 %, Р ^0,025 %. В скобках дана температу­ ра испытаний.

Современная технология контролируемой прокатки стали регламен­ тирует не только систему микролегирования и степень обжатия при про­ катке, но и режимы нагрева слитка и охлаждения полученного листа. Известны различные варианты процесса контролируемой прокатки, на­ пример, процессы НКПУ (низкотемпературная контролируемая прокат­ ка с ускоренным охлаждением) и ВКПУ (высокотемпературная контро­ лируемая прокатка с ускоренным охлаждением). Эти процессы позво­ ляют получить требуемую структуру стального листа за счет ускоренного его охлаждения непосредственно после контролируемой прокатки слит­ ка из низкотемпературной или высокотемпературной области деформи­ рования. Широкому применению контролируемой прокатки для листо­ вой стали в значительной мере способствует развитие внепечных методов обработки стали синтетическим шлаком, редкоземельными металлами, вакуумированием и т.д.

Институтом электросварки им. Е.О. Патона разработано получение трубной армированной квазимонолитной стали (АКМ) нового класса. Сталь АКМ получают прокаткой слитка, армированного стальным вкла­ дышем особой конструкции, как бы разделяющим этот слиток на от­ дельные отсеки, параллельные его широкой грани. Полученный лист АКМ слоистого строения с особым комплексом свойств легко поддает­ ся технологическим операциям при формовании трубы. Сталь АКМ по показателям прочности не отличается от обычной монолитной стали, но

значительно превосходит ее по сопротивлению разрушению газопрово-' дов.

Марки стали для газонефтепроводов назначают в зависимости от их диаметров и температурных условий строительства (монтажа) и экс­ плуатации. По диаметру газонефтепроводов трубы условно подразделя­ ют на трубы малых — менее 530 мм, средних — 530, 720 и 820 мм и больших диаметров — 1020, 1220 и 1420 мм. В зависимости от мини­ мальных температур строительства и эксплуатации трубы изготовляют в обычном и северном исполнениях.

По состоянию металла трубы поставляют в следующих видах: горя­ чекатаном (бесшовные горячекатаные трубы и электросварные трубы из горячекатаных листов и рулонной стали); термически упрочненном (подвергают термообработке трубы или листы для электросварных прямошовных труб); горячекатаном по контролируемому режиму (электросварные прямошовные и спиральношовные трубы из листов контролируемой прокатки); армированном квазимонолитном (элек­ тросварные прямошовные трубы). Возможна поставка электросварных труб с локальной термической обработкой сварных швов.

В качестве термической обработки листов трубной стали применяют обычно нормализацию или нормализацию с отпуском. При термическом упрочнении трубы подвергают закалке в сочетании с высоким отпуском.

Контролируемую прокатку используют для получения листов из ма­

149

лоперлитных и бейнитных сталей, идущих на изготовление электросварных труб больших диаметров ( 12 2 0 и 1420 м м ).

В зависимости от механических свойств сталь для газонефтепроводов подразделяют по минимальному временному сопротивлению ав на классы прочности: К34, К38, К42, К50, К52, К55, К60 (см. табл. 2).

Бесшовные горячекатаные трубы диаметром менее 530 мм изготов­ ляют в основном из углеродистой конструкционной качественной стали марок 10, 15, 20 (для обычных условий) по классам прочности К34, К38 и К42 соответственно или из низколегированной стали (для северных ус­ ловий) марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2 по классу прочности К50. Электросварные трубы диаметром менее 530 мм изготовляют преимущественно из углеродистой стали обыкновенного качества марок ВСт2сп5, ВСтЗсп5, ВСт4сп5, а также стали углеродистой конструкционной качественной марки 10 и 20 по классам прочности не выше К42 (для обычных усло­ вий) . Для труб диаметром 530—1420 мм принимают низколегированную сталь повышенной и высокой прочности классов К50, К52, К55, К60, К65 и др.

Для труб диаметром 1420 мм из бейнитной стали можно достигнуть класса прочности К65 применением процесса НКПУ контролируемой прокатки, при котором в результате ускоренного охлаждения после про­ катки образуется ферритобейнитная (10Г2ФБ) или бейнитная (03Г2БТР) структура стали в северном исполнении.

Новыми и наиболее экономически выгодными по сравнению с электросварными прямошовными трубами являются термически упрочненные спиральношовные трубы. Их изготовляют из низколегированной стали марки 17Г1С или 17Г2СФ диаметром 820, 1020 и 1220 мм по классу прочности К60 и из стали марки 17Г1С-У диаметром 1420 мм по классу прочности К65 для северных условий.

При использовании локальной термической обработки спиральных сварных швов достигается класс прочности К55 (сталь марки 17Г2СФ) у труб диаметрами 1020 и 12 2 0 мм.

Экономическая эффективность термически упрочненных спирально­ шовных труб диаметром 820—1220 мм достигается за счет снижения толщины стенки на 12—15 % и использования наиболее дешевой рулон­ ной стали. Для термически упрочненных труб из стали марки 17Г1С класса прочности К60 экономия составляет 22,3 руб/т.

Новое направление — применение многослойных труб. Разработан­ ные в нашей стране двухслойные спиральношовные трубы поставляют диаметром 1220 и 1420 мм по классам прочности К60 (сталь марки 08Г2СФБ) и К57 (сталь марки 08Г2СФТ) из экономнолегированной стали. Многослойные обечаечные трубы из горячекатаной рулонной стали с внутренним диаметром 1376, 1368, 1190 и 990 мм изготовляют по классу прочности К60 (сталь марки 09Г2СФ).

В дальнейшем перспективным остается все более широкое использо­

150