2.4.2. Стали контролируемой прокатки импортной поставки

Импортные трубы больших диаметров поставляются в основном из СКП. Согласно техническим условиям, трубы диаметром 1420 мм на давление 7,5 МПа, поступающие со второй половины 70-х годов, имеют следующий химический состав (%): С = 0,11 — 0,12, Si = 0,50, Mn= 1,65—1,75, S = 0,015, Р = 0,025, Nb = 0,06, V =0,08, Мо = 0,30—0,35. Механические свойства труб из СКП: σ_в ≥600 МПа, σ_0,2 ≥47О МПа, ₅ ≥20 %, KCV_-15≥0,6— 0,8 МДж/м², KCU_-60≥0,4—0,6 МДж/м², В_DWTT при— 15°С составляет 80 %.

Контрольные исследования труб диаметром 1420 мм, поставляемых разными фирмами показывают, что вязкие свойства KCV_-15=1—1,2 МДж/м², А_п образцов DWTT составляет 4,5— 5,5 кДж, излом образцов DWTT при —15°С полностью вязкий и лишь в отдельных случаях В составляет 90 %. Таким образом, СКП, получаемые по импорту, имеют удовлетворительное соп­ротивление протяженному вязкому и хрупкому разрушению.

Проводившиеся отдельные испытания импортных труб до разрушения во всех случаях подтверждали удовлетворительное сопротивление их разрушению. Наблюдавшиеся случаи разрушений газопроводов, в том числе и из труб импортной поставки, показали, что требования СНиП 2,05.06—85, предъявляемые к трубной стали, находятся на минимально необходимом уровне, поскольку разрывы труб при вязком характере разрушения на отдельных коротких участках имели хрупкий излом.

Варианты химического состава основных марок СКП труб диаметром 1420 мм на давление 7,5 МПа, поставляемых по импорту, приведены в табл. 10.

Таблица 10

Химический состав СКП в трубах диаметром 1420 мм на давление 7,5 МПа импортной поставки

Варианты СКП	Легирование	Содержание элементов по верхнему пределу, %
		C	Mn	Si	S
I	Mn, Mo, Nb	0,08	1,65	0,30	0,006
II	Mn, Mo, Nb,V	0,09	1,45	0,40	0,006
III	Mn, Mo, Nb,V, Cr	0,08-0,10	1,50	0,40-0,45	0,006
IV	Mn, Nb,V, Cr	0,10-0,12	1,57	0,40-0,45	0,006
V	Mn, Nb,V	0,10-0,12	1,75	0,40-0,45	0,006
VI	Mn, Al, Ti	0,10	1,80	0,45	0,004
Варианты СКП	Легирование	Содержание элементов по верхнему пределу, %
		Mo	Nb	V	Cr
I	Mn, Mo, Nb	0.35	0,035-0,050	Нет	Нет
II	Mn, Mo, Nb,V	0.23	0,035-0,050	0,03	Нет
III	Mn, Mo, Nb,V, Cr	0.19	0,035-0,050	0,04	0,2
IV	Mn, Nb,V, Cr	Нет	0,035-0,050	0,08	0,3
V	Mn, Nb,V	Нет	»	0,08	Нет
VI	Mn, Al, Ti	Нет	Нет	Нет	Нет

Можно выделить три временных периода поставки труб диаметром 1420 мм по импорту.

1. До 70-х годов трубы поставлялись из нормализованной стали типа 17Г2АФ. Однако пониженная свариваемость (эквивалент углерода составлял около 0,5%), недостаточная хладостойкость (эксплуатация только при положительных температурах, тогда как возникла необходимость строительства газопроводов в северных районах), повышение требований к ударной вязкости (KCV_-15 >0,8 МДж/м²) обусловили необходимость применения СКП.

2. Первые СКП были поставлены в 1971—1972 гг. на основе легирования марганцем, ниобием и молибденом (см. табл. 9, вариант I). Молибден — эффективный упрочнитель стали. Однако стоимость молибдена на мировом рынке быстро росла и за несколько лет увеличилась более чем в 10 раз. Это привело к необходимости в середине 70-х годов разрабатывать марки стали с пониженным содержанием молибдена (см. табл. 24, варианты II, Ш) и без молибдена (варианты IV, V, VI).

3. С конца 70-х годов СКП поставляются практически полностью без легирования молибденом. Сталь варианта V аналогична отечественной стали 10Г2ФБ. В 80-х годах СКП постав­ляются на основе легирования азотом и титаном, без молибдена и ниобия (см. табл. 24, вариант VI). Все СКП, поставляемые по импорту, обеспечивали σ_в ≥600 МПа, σ_0,2 ≥47О МПа, температуру хрупкости Т₈₀ = — 15 °С и ниже, ударную вязкость KCV_-15≥0,8 МДж/м². Зависимость ударной вязкости СКП от температуры испытания показана на рис. 9.

Рис. 9. Изменение ударной вязкости в зависимости

от температуры испытаний (образцы Шарпи) малоперлитных

сталей контролируемой прокатки труб импортной поставки

Минимальная температура полностью вязкого излома для этих сталей составляла —20, —30 °С. Технические показатели всех видов СКП, поставляемых по импорту в трубах диаметром 1420 мм, достаточно близки. Стали имеют удовлетворительное сопротивление разрушению, однако прочность их находится вблизи сдаточного минимума. Стоимость производства СКП от I варианта к VI снижается. Для обеспечения примерно одинаковых свойств у СКП разного химического состава промышленностью были проведены соответствующие работы по уточнению режимов контролируемой прокатки, в частности были определены температуры конца прокатки и введено УРО.

В связи с большим влиянием на свойства СКП температуры конца контролируемой прокатки, составляющей примерно 750 °С, термическая обработка сварных стыков труб для снятия внутренних напряжений при температуре выше 500—550 °С не должна производиться, так как это вызывает снижение прочностных свойств и может ухудшить хладостойкость.

В СКП, прошедших УРО, ко­торые обычно называют сталями бейнитного класса, или низкоуглеродистыми со структурой игольчатого феррита, формирование микроструктуры заканчивается при температурах 600—450 °С. Поэтому сварные соединения на этих сталях вообще не рекомендуется подвергать термообработке без риска ухудшить комплекс свойств стали.

Практически все сварные трубы большого диаметра поставляются по импорту из СКП, но отличаются они по классу прочности. Химический состав и свойства сталей для труб диаметром 720—1220 мм приведены в табл. 11. Дополнительные требования или уточнения сдаточных характеристик сталей должны огова­риваться техническими условиями или контрактом на поставку.