3.4. Сварные трубы специальных конструкций

В конце XX в. основные и перспективные районы добычи газа в России сосредоточились на севере Западной Сибири, откуда прокладываются магистральные газопроводы для подачи газа в европейскую часть страны, в промышленные районы Урала и Сибири, а также на экспорт.

Целесообразность сокращения числа параллельно прокладываемых ниток в одном направлении, необходимость повышения экономических показателей транспортировки газа обусловили быстрое увеличение диаметра применяемых труб и величины рабочего давления газа. В настоящее время для мощных газопроводов диаметр применяемых труб составляет 1420 мм при давлении 7,5 МПа. Этот диаметр, как показывают результаты исследований, близок к оптимальному. Для подводных морских газопроводов диаметр труб не превышает 3220 мм, однако рабочее давление газа в морских газопроводах доходит до 12МПа. Оптимальное значение давления газа для трубопровода диаметром 1420 мм продолжают обсуждать, и, по-видимому, оно будет составлять примерно 10 МПа.

Рабочие параметры перспективных газопроводов определяются технико-экономическими показателями перекачки единицы объема газа, а также возможностями металлургической промышленности изготавливать в необходимых количествах высоконадежные и недорогие трубы. Как известно, стоимость труб может составлять до 60 % стоимости сооружения газопровода, поэтому технико-экономические показатели труб заметно влияют на оптимальные рабочие параметры мощных газопроводов.

В 70-х годах развернулись многоплановые работы по созданию новых сталей для труб и новых, принципиально отличных конструкций труб, способных обеспечить надежную безотказную эксплуатацию сверхмощных газопроводов диаметром 1420 мм при рабочем давлении до 10—12 МПа и температуре перекачки —15, —25 °С. Однако, чтобы установить оптимальные рабочие параметры перспективных сверхмощных газопроводов, кроме данных о затратах на перекачку газа, необходимо знать экономические показатели будущих труб: диаметром 1420 мм на 10—12 МПа из листовой или рулонной стали толщиной 18—-26 мм и труб специальных конструкций, из которых в настоящее время наиболее подготовлены к производству двухслойные спиралешовные и многослойные трубы из витых обечаек. Эти трубы изготавливаются из горячекатаной рулонной ленты: двухслойные при толщине 8—13 мм, многослойные— при толщине примерно 6 мм.

Технические возможности производства толстолистовой стали нужных параметров будут детально рассмотрены ниже. Здесь необходимо только отметить, что за прошедшие 20-25 лет отечественная металлургическая промышленность достигла крупных принципиальных успехов. Выпускавшиеся в 60-70х годах стали не позволяли найти надежный и экономически приемлемый вариант, а имевшиеся решения требовали применения дорогих остродефицитных легирующих материалов — ниобия, молибдена, ванадия и др. Однако металлоемкость мощных газопроводов определяется миллионами топи труб в год, поэтому потребность в дефицитных легирующих материалах для такого объема производства не могла быть удовлетворена. Таким образом, для труб с монолитной стенкой применительно к перспективным газопроводам не было приемлемого решения ни с технической, ни с экономической точки зрения. Применяемые в те годы методы упрочнения и прокатки стали приводили к тому, что с повышением прочности снижалась вязкость стали, ухудшалась ее свариваемость. Одним из возможных вариантов было термическое упрочнение труб, но и в этом случае были своп трудности — необходимо было разработать новую технологию, построить специальные отделения термического упрочнения труб большого диаметра.

Все это способствовало тому, что много внимания было уде­лено разработке специальных конструкций труб, в которых торможение и остановка разрушения обеспечивались бы не только свойствами металла, но и конструкцией труб. Такие решения были найдены. Однако в 80-х годах положение с производством тол стол истовых сталей изменилось. Разработаны и широко освоены промышленностью новые малоперлитные и бесперлитные стали, обеспечивающие сочетание высоких прочностных свойств с необходимой хладостойкостью и вязкостью. Эти свойства получены за счет максимального измельчения структуры, высокой степени очистки металла от вредных примесей и его однородности.

Таким образом, необходимый комплекс служебных свойств был получен металлургическими методами с минимальным применением или без использования остродефицитных легирующих элементов. Трубы с монолитной стенкой стали конкурентоспособными с трубами специальных конструкций. Поэтому решающими факторами при выборе труб для перспективных газопроводов будут не только их надежность и металлоемкость, по и технологичность процесса их изготовления на заводах, при строительстве трубопроводов, ремонтоспособность в условиях эксплуатации и экономические показатели.