Suvorov_A.F._Professor_Taran_V.D

Им бьmи внедрены учебные курсы <(Электрическая и газовая свар­

ка>>, <(Котельно-резервуарное дело>> для студентов промыслового

факультета и курс <(Нефтяное металловедение>> для студентов

механического факультета.

15 февраля 1947 г. профессор В.Д. Таран был назначен дека­

ном нефтемеханического факультета института.

Работа в новой должности потребовала от В.Д. Тарана много

сил и энергии. Кроме организации учебного процесса и чтения

курса лекций, ему приходилось решать вопросы проживания и бьпа студентов в обшежитии, вести большую общественную работу.

Для строительства резервуарных конструкций в послевоен­ ный период из-за резкого дефицита металла часто без должной

научной основы использовалась сталь от старых резервуаров и

дешевые стали, которые эксплуатировались в различных клима­

тических зонах, причем в этом случае не учитывалась хладно­

ломкость материала. Это приводило при низких температурах

к аварийным разрушениям стальных резервуаров, в которых хранились нефть, нефтепродукты и другие жидкие материалы.

В результатеогромные материальные потери, пожары и не­

редко гибель людей.

Владимиром Диомидовичем были поставлены исследователь­

ские работы по расследованию аварий на резервуарах и установ­

лены критерии применения тех или иных марок сталей при со­

оружении их в различных климатических зонах. Вопросу хлад­

ноломкости резервуарных сталей была посвящена и работа ас­

пирантки Р.И. Дуды. Для безопасной временной эксплуатации уже построенных резервуаров была установлена высота уровня

залива емкости в зимнее время.

При проектировании резервуаров, предназначенных для экс­ плуатации в условиях низких температур (от минус 40° до минус

65" С), особое внимание уделялось предотвращению хрупких

разрушений. В работе обращалось внимание на технологию из­ готовления и монтажа резервуарных конструкций. Были опреде­

лены классы, группы и категории применяемых сталей в зависи­

мости от емкости, расчетных отрицательных температур и наи­

более ответственных конструктивных элементов: стенки, днища (окрайков) и покрытия.

В.Д. Таран и его сотрудники предложили надежный способ

предупреждения аварий резервуаров, залитых нефтепродуктами.

10

Результаты проведеиных исследований были опубликованы в журналах <<Нефтяное хозяйство» и <<Промышленное строитель­

ство>>. Статья В.Д. Тарана о поведении сварных швов резервуа­

ров при низкой температуре до эксплуатации, опубликованная еще в 1947 г. в журнале <<Автогенное дело>>, вызвала живой инте­

рес не только в СССР, но и за рубежом, особенно в Канаде. Дело

в том, что в послевоенные годы на заводы поступали демонтиро­

ванные конструкции, выполненные из сталей разных марок,

включая томассовекие и бессемеровские. Применение такого

металла было затруднительно из-за хладноломкости. Необходим

был разумный, технически грамотный подход к использованию этого металла. В.Д. Таран разработал систему географического

районирования для использования этого металла и предложил

методику наблюдения за работой тяжело нагруженных мостовых

кранов и подкрановых сооружений в зимнее время для предуп­ реждения катастрофического проявления хладноломкости.

В 1949 г. в Гостоптехиздате выходит книга В.Д. Тарана <<Тех­ нология сборки и сварки стальных магистральных трубопрово­ дов•>, в которой были впервые систематизированы вопросы, свя­ занные с сооружением трубопроводов. Книга стала практически первым учебником дЛЯ студентов высших учебных заведений стро­ ительных специальностей в этой области.

Работая в МНИ им. И.М. Губкина в 50-60-е годы, В.Д. Та­

ран уделял внимание исследованиям буровых инструментов, предложив процесс борирования для упрочнения шарошечных

долот.

На кафедре была разработана полупромышленная установка

и технологический процесс борирования труб из углеродистых и

низколегированных сталей.

Полевыми испытаниями на действующем нефтепроводе НГДУ

«Горскнефть>> объединения <<Грознефть» борираванных образцов из углеродистых и низколегированных сталей было установлено, что стойкость борираванных сталей в 4,5-5 раз выше, чем не

борированных.

На основании сопоставления данных по стоимости различ­

ных защитных покрытий показано, что стоимость покрытия,

наносимого на трубы методом газового борирования составляет

0,8 руб/м, что ниже в 1,5-3 раза по сравнению с лакокрасочны­

ми, полимерными и другими покрьпиями.

11

на кафедре проводятся исследования по прессовым методам свар­ ки, в которых вначале использовались оборудование и приборы

лаборатории ВНИИ <<СтройнефтЬ» (далее ВНИИСТ). Исследо­

вательские материалы были использованы при работе первых электроконтактных установок KTCA-1-11-III (и в последующих

установках) для сварки труб диаметром от 200 до 500 мм в непре­

рывную нитку. Эти установки были внедрены в мировую прак­

тику строительства магистральных трубопроводов в 1954 г. Ин­ ститутом электросварки им. Е.О. Патона.

Установка КТСА-1 состояла из спецтрактора, электростанции

мощностью 400 киловал с дизельным приводом, сварочной го­

ловки, подвешенной на неповоротной стреле спецтрактора, и

внутреннего гратоснимателя. Спецтрактор установки КТСА-1

перемешал сварочную головку от стыка к стыку и одновременно

буксировал электростанцию, размещенную на гусеничной тележке

<<ВОСТОК>>.

Электроконтактная сварка неповоротных стыков труб совер­

шила техническую революцию в трубопроводном строительстве,

и патенты на последующие установки были проданы Институ­

том электросварки им. Е.О. Патона и ВНИИСТом в США, Фран­

цию, Японию и другие страны.

Исследовательская работа по электроконтактной сварке, про­ водимая под руководством В.Д. Тарана, позволила прогнозиро­

вать определение мощности установок, величины оплавления,

средней скорости оплавления, величину осадки, удельное давле­

ние осадки, время сварки и первичную силу тока. Проведеиные

исследования позволили рекомендовать оптимальные режимы для

электроконтактной сварки, выполняемой в трассовых условиях.

Профессора В.Д. Тарана интересовали также тонкие исследо­

вания, касающиеся механизма образования сварного соедине­

ния при электроконтактной сварке.

В настояшее время существуют две основные гипотезы. Со­

гласно первой, условно названной <<диффузионной•>, соединение при прессовой сварке образуется путем прорастания зерен через

бывшую границу раздела. При этом атомы свариваемого металла

диффундируют через границу раздела на расстояния, соизмери­

мые с размером зерен в месте соединения.

По <<бездиффузионной>> гипотезе качество сварного соедине­

ния зависит только от двух факторов: температуры свариваемых

13

поверхностей перед осадкой и давления, развиваемого в стыке в процессе осадки. Таким образом, если свариваемые поверхности

были покрыты окисными пленками, которые не были удалены

за их пределы или утонены до размера кристаллической решет­

ки в процессе осадки, то никакая последующая термическая об­

работка не позволит получить качественный шов в сварном со­

единении.

В связи с важностью вопроса о механизме образования свар­

ного соединения при прессовых видах сварки профессором В.Д. Тараном и его сотрудниками были поставлены исследо­

вательские работы в лаборатории сварки ВНИИСТ, позво­

лившие определить правильиость одной из изложенных выше

гипотез.

В отличие от ранее проведеиных работ, профессор Таран

предложил изучать механизм образования сварного соединения

при прессовых способах сварки с использованием изотопов. Для

определения диффузии атомов железа через границу раздела и

изменений свойств шва при последующей его термической об­

работке в один из свариваемых образцов вводился радиоактив­

ный изотоп 59 Fe. Для исследования диффузионных процессов

через границу раздела стыков, выполненных различными спо­

собами прессовой сварки с помощью меченых атомов, приме­

нялея метод микроавторадиографии, включающий изготовле­

ние косого среза зоны сварного соединения и последующую

экспозицию этого образца со специальной пленкой, покрытой ядерной эмульсией. Для уменьшения влияния проникающего

гамма-излучения с энергией порядка 0,46 МэБ металл со сто­

роны радиоактивного образца снимался так, чтобы над границей

раздела оставался радиоактивный слой порядка 0,05-0,06 мм. Поскольку максимально возможное перемещение атомов желе­

за в процессе диффузии происходит на небольшие расстояния порядка 20-30 мк, для расширения зоны почернения эмульсии

определенной ширины изготовлялся косой срез сварного со­

единения с углом 1,0-1,5". В этом случае диффузия атомов железа в плоскости косого среза больше глубины диффузии в направлении, перпендикулярном шву, на величину, обратную

синусу угла наклона плоскости среза и линии шва, что позво­

лило на авторадиограмме уловить наличие диффузии. Фотомет­

рираванне пленки авторадиограммы проводилось на микрофо-

14

тометре МФ-2 через каждые 0,05 мм, что позволило обнару­ жить диффузию на глубине 2,5 мк.

Проведеиные исследования однозначно ответили на вопрос о

механизме образования сварного соединения при прессовых спо­ собах сварки, который носит <<бездиффузионньiЙ>> характер: общие

зерна через границу раздела между свариваемыми деталями образу­ ются путем сближения атомов поверхностных зерен на расстояния, достаточные для возникновения атомных металлических связей.

Летом 1959 г. профессор В.Д. Таран назначается заведующим

кафедрой <<Сооружение газанефтепроводов и хранилищ». Обра­ зование новой кафедры совпало по времени с переездам инсти­

тута в новое здание по адресу: Ленинский проспект, 65. Кафедре

были выделены площади для лабораторных занятий и работы

сотрудников на 4-м этаже, а также помещения для исследова­

тельских и лабораторных работ в помещении П-32.

Владимир Диомидович приложил максимум усилий, он обес­

печил кафедру новейшим оборудованием и приборами с тем, чтобы обучать студентов-сооружендев на современном уровне и

проводить исследования.

Вместе с профессором В.Д. Тараном у истоков становления кафедры стояли: доцент Л.П. Скугорова, ст. преподаватель А.А. Аборкин, ст. лаборантка Е.М. Андреева, лаборант В.А. Бо­ гатырев. Позднее для обустройства кафедры и преподавания были оставлены ассистентами: И. В. Кузнецов, Э.В. Задворнов и

в 1962 г. Е.А. Аникин.

Кроме кафедральных преподавателей, для проведения заня­ тий приглашались ведущие специалисты Газпрома СССР: заве­

дующий лабораторией ВНИИСТ, к.т.н. А.И. Гальперин, глав­

ный инженер <<Водоканалпроекта» Т.Т. Стулов и др. Вскоре на кафедру пришли новые способные молодые люди из научно­

исследовательских институтов и с производства.

Начиная с осеннего семестра 1959 г. на кафедре приступили к подготовке студентов по специальности 0208 <<Сооружение газа­ нефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз>>.

В это время под руководством В.Д. Тарана разрабатывались и

осваивались учебные программы по следующим дисциплинам:

Строительное дело и основы строительной механики (лек­

ции, практические занятия, лабораторные работы, курсовая

работа).

15

Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций (лекции, практические занятия, лабораторные работы и курсо­ вая работа).

Трубопроводно-строительные материалы (лекции, лаборатор­ ные работы и курсовая работа).

v J? ...: ,•,;:;

'} 1.

Осяозоние: Протокол засед,ан.-.я Учёного Советз uнcтrrryтa

от ZS.Yl-1~9 г.

§ :::.

Временное исnо.пнеш1е обязенностей эавеr,.:,'J)Щего u:12дpo!l "!!GТ:I::"ЛОВ8.1),е\111е И 0611\!UI '1'8XIIO.IOI'КA IIOTSЛJIOB , nпредЪ ДО В:О8-

«:,·,~са1. uоэо~~~ть IШ ~оцента ка:tед~, кtшдидатn техn1-~t~еских uз­

:fJ( :·.n..ШPE.m:PA.

~ з.

Пportcccopa, доктора геолога-мишtралогичеси:их 11аув:

Б~f\i!P013A А.А. у'П!ер.Цить в до.IDОiостк звведу11Щего крqе.цр<>:i

.[ю;sски 11 равведв:а газоВ!iХ и гaзofle(t'r.IJШX местор~ениi1, ках ИЗ6рJННОГО DO В:ОНЕJРСУ•

П?о:t.ЕАКИРООУ А.А. усоrввовить ов:;tад 5000 руб. D кес.ац о

1 ИIIIIВ 1959 Го

Основавио: Проrоко• эас~вна.а Учеnого Соnето инстuт,:r.'а

0'1' .;.5 ИIIН&,19б9 г.

ДНРЕКТОР llfi:'I':IO"IA

nрофассор

\6

Сооружение магистральных трубопроводов (лекции, практи­ ческие занятия, лабораторные работы и курсовой проект).

Монтажно-строительные машины и механизмы (лекции, прак­

тические занятия, лабораторные работы и курсовой проект). Сооружение газохранилищ и нефтебаз (лекции, практичес­

кие занятия и курсовая работа).

Сварка магистральных трубопроводов и конструкций (лекции,

лабораторные работы и курсовой проект).

В это время Владимир Диомидович работает над монографи­

ей <<Технология сварки и монтажа магистральных трубопрово­

дОВ>>, в которой были описаны типы труб, организация и выпол­ нение на трассе сварочных операций, способы сооружения пе­

реходов через естественные и искусственные препятствия, тех­

нология работ в зимних условиях, методы контроля качества свар­

ных стыков.

Книга объемом около 23 п.л. была издана Гостоптехиздатом в 1960 г. и стала настольным пособием для инженерно-техни­

ческих работников, связанных с сооружением трубопроводов, и студентов высших учебных заведений строительных специ­ альностей.

Хорошее оснащение лабораторий кафедры приборами и обо­

рудованием позволило профессору Тарану разрабатывать и уг­ лублятьдальше исследования по прессовым методам сварки. Мно­ гие уникальные приборы (например, электронный микроскоп

М-5 и др.) и оборудование были приобретены при техническом

содействии Главгаза СССР, при содействии министра А.К. Кор­

тунова.

Применение метода электронной микроскопии с использова­ нием электронного микроскопа М-5, обеспечивавшего полезное

увеличение до 200 тыс. раз при изучении структурных особенно­ стей сварных соединений, выполненных электроконтактной свар­ кой, показала, что субмикроскопические явления, происходя­

щие в очень малых объемах, неуловимых обычным металломик­

роскопом, представляют значительный интерес. Изучение этих явлений позволяет установить роль тонкой структуры в форми­

ровании сварных соединений электроконтактной сварки на свой­

ства сварного соединения.

При исследовании формирования сварных соединений, вы­

полненных электроконтактной сваркой, наибольший интерес

17

представляет светлая ферритная полоска, образующаяся при

соединении контактных поверхностей в процессе сварки.

Ферритная полоска, образующаяся при электроконтактной

сварке ОJшавлением, хорошо выявляется на макроструктуре шва

в виде четкой плохо травящейся светлой полоски. В оптическом микроскопе ферритная полоска представляет собой скопление

белых зерен феррита в виде довольно значительной полосы по

всей толщине стенки трубы.

Эта ферритная полоска представляет собой прочное атомное

соединение поверхностных кристаллов обеих кромок сваривае­

мых труб. Такое соединение получается благодаря правильно разработанной технике и технологии контактной сварки. Ра­

зогретые до оплавления в процессе сварки концы труб под

действием большого осадочного давления вступают во взаим­

ное соприкосновение с чистыми поверхностями кристалли­

ческих зерен без наличия окисных пленок. Окисленный рас­

плавленный металл кромок труб выдавливается в виде грата, а металлические пары, окружающие свариваемый стык, защища­

ют шов от окисления благодаря своей достаточно большой

упругости.

Проведеиные электронна-микроскопические исследования

позволили сделать выводы:

- на формирование структуры сварного соединения при элек­

троконтактной сварке влияет ряд факторов: а) исходная структу­

ра оснрвного металла трубы; б) фазовое превращение a.Fc~ yFc при нагреве сварного стыка; в) фазовое превращение yFc~ aF.

при охлаждении сварного стыка; г) осадочное давление в про­

цессе сварки;

- наличие в исходной структуре мeтaJUia трубы ферритных

зерен различного размера приводит к структурной неоднородно­

сти зерен из-за большей неоднородности деформации в круп­

ных зернах;

- феррит полоски сварного соединения электроконтактной сварки является особенным ферритом, полученным при боль­

ших давлениях в процессе нагрева, что приводит к некоторому

его деформированию и упрочению по сравнению с ферритом

основного мeтaJUia.

Кроме электроконтактных сварных соединений, на кафедре были проведены электронна-микроскопические исследования

18

сварных соединений, выполненных под флюсом и в среде угле­

кислого газа.

Проведеиные исследования были представлены на Всесоюз­

ный конкурс на соискание премии А.Д. Чернова в 1960 г. В.Д. Таран за эти работы награждается Почетной грамотой НТО Маш­

пром.

В 1962 г. под руководством Владимира Диомидоnича был из­

дан <<Справочник по сварочным работам в строительстве>> объе­ мом более 40 п.л. в двух томах, где он был титульным редакто­ ром и автором 5 глав.

Справочник охватывал все важнейшие на то время способы

сварки металлов и неметаллических материалов, применяемые в

строительном производстве. По основным технологическим про­

uессам сварки приводились рекомендуемые сварочные режимы,

данные по сварочным материалам, оборудованию.

Вспециальных главах рассмотрены вопросы сварки высоко­

легированных сталей, цветных металлов и сплавов, пластмасс.

Всправочнике излагаются сведения о сварке листовых кон­

струкций, сварке арматуры железобетонных конструкциИ, тех­

нологических трубопроводов, магистральных трубопроводов.

Отдельные главы посвящены также сварке в зимних условиях,

ремонтной сварке, контролю качества сварных соединений,

технологическому нормированию сварочных работ, технике безопасности при сварочных работах. Огромное количество

производственного материала в справочнике позволило сту­

дентам использовать его для курсового и дипломного проек­

тирования, а инженерам - для практической работы.

Разработка новых источников нагрева труб д;IЯ прессовой свар­

ки интересовала ученого и в дальейшем, что определило новое

направление работы - управление дугой постоянным магнит­

ным полем.

Результаты работ с магнитным управлением дугой доклады­ вались В.Д. Тараном в 12-м комитете на Конгрессе МеЖдународ­

ного института сварки в Лондоне в 1965 г.

Исследования по магнитному управлению электрической ду­ гой были использованы ВНИИЭСО и Киевским филиалом СКБ

<<ГАЗстроймашина>> в 1965г. при создании самоходной дугопрес­

совой установки для сварки отдельных труб диаметром 114 х 5мм.

Испытания опытной самоходной дугопрессовой установки по-

19