3.3. Спиралешовные термоупрочненные трубы

Спиралешовные трубы имеют высокую поперечную жесткость. Спиральный шов и конструкция трубы обеспечивают устойчивое сохранение кольцевого сечения при действии поперечных нагрузок. Эта особенность спиралешовных труб позволила разработать относительно простую технологию термического упрочнения готовых труб и построить впервые в мировой практике промышленное отделение термического упрочнения труб.

Сложность технологии термического упрочнения готовых труб состоит в том, что нужно обеспечить заданный комплекс свойств во всех точках развитой поверхности трубы, площадь которой достигает 100 м2, и максимально сохранить в условиях нагрева до температуры закалки (более 1000 °С) геометрию трубы, в частности допуск па диаметр по торцам без дополнительной калибровки.

Технология термического упрочнения состоит в нагреве труб под закалку в проходных газовых печах, закалке труб в спреерном устройстве с орошением водой внутренней и наружной поверхностей, повторном нагреве труб во второй проходной газовой печи до температуры высокого отпуска, охлаждении на воздухе и при необходимости — калибровке концов труб.

Выше было отмечено, что для получения однородных и высоких свойств труб после термического упрочнения необходимо обеспечить, во-первых, равномерный нагрев до заданной температуры всей поверхности трубы и предупредить при этом возможность осадки (овализации) горячих труб. При термоупрочнении спиралешовных труб это достигается благодаря поперечной их жесткости и плавному, непрерывному перекатыванию труб вокруг своей оси в проходных газовых печах. Во-вторых, необходимо обеспечить заданную скорость охлаждения металла при прохождении труб через спреерное устройство. Это достигается за счет одно- или двустороннего охлаждения стенки труб, соответствующего давления воды в охлаждающем устройстве, конструкции сопел и других параметров спреерного устройства.

Важным преимуществом термического упрочнения готовых труб по сравнению с процессом их изготовления из термоупрочненной стали является то, что упрочнение готовых труб позволяет выравнить свойства основного металла и сварного соединения, снять остаточное сварочное напряжение, улучшить геометрию спирального сварного соединения, так как при перекатывании горячих труб заметно снижаются имеющиеся «домики» (соединение свариваемых кромок под углом)-

Для производства термоупрочненных труб применяют простую минимально легированную сталь типа 17ГС в разных модификациях. Термоупрочнение труб диаметром 720—1220 мм позволило повысить свойства стали в трубе по сравнению с исходной горячекатаной по временному сопротивлению с 520— 550 до 600 МПа, по условному пределу текучести с 360—380 до 420 МПа, по переходной температуре хрупкости Т80 с +5 до -15 °С.

В результате термического упрочнения металлоемкость труб снизилась на 8—13%, а отпускная стоимость 1 т труб возросла примерно на 15 %, т. е. при сдаточной величине временного сопротивления труб 600 МПа термоупрочнение позволяет снизить расход стали, повысить надежность газонефтепроводов.

Производство термоупрочненных труб с временным сопротивлением 650 МПа позволит резко улучшить их технико-экономические показатели, снизить металлоемкость труб примерно на 20 % и за счет этого покрыть расходы, связанные с их термической обработкой.

Все изложенное показывает, что термическое упрочнение позволяет изготавливать экономичные трубы диаметром 1420 мм на давление 7,5 МПа из простой, дешевой, хорошо освоенной металлургической промышленностью стали 17Г1С-У без применения каких-либо дефицитных легирующих добавок.