Официальный дилер завода
«Свободный Сокол» на территориях
Тюменской области, Республика Башкортостан и
Удмуртия, ХМАО и ЯНАО

Представительство в Екатеринбурге

8 (343) 361-10-07

Представительство в Ижевске

8 (3412) 77-14-44

Каталог продукции

Нефтепроводы из ВЧШГ

 

В числе нерешенных важных проблем при обустройстве нефтяных месторождений – защита от коррозии трубопроводных систем. Стальные нефтегазопромысловые трубопроводы из-за сильной коррозионной агрессивности продуктов скважин имеют небольшой ресурс. Увеличения ресурса можно добиться разными путями, один из которых связан с применением труб, обладающих повышенной стойкостью в коррозионноактивных средах: пластмассовых, металлопластовых, стеклопластиковых, а также стальных труб с внутренним защитным покрытием. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные особенности. Практически во всех случаях повышение ресурса приводит либо к снижению прочности, либо к повышению стоимости. Поэтому поиск более эффективных решений до сих пор остается актуальной задачей.

Один из вариантов решения данной задачи связан с применением труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Такие трубы обладают рядом положительных качеств. По сравнению с трубами из обычных трубопроводных сталей коррозионная стойкость труб из ВЧШГ в 4–10 раз выше, стоимость ниже, прочность практически на том же уровне. Такое благоприятное сочетание свойств способствовало заметному росту производства труб из ВЧШГ в мире. Они нашли широкое применение в ряде жизненно важных отраслей, в частности в водопроводных, канализационных, газопроводных сетях и системах теплоснабжения крупных городов мира. Продолжаются исследования свойств и совершенствование структуры металла труб и соединительных элементов из ВЧШГ.

Выяснились, что такие трубы в наибольшей степени отвечают экологическим требованиям, что особенно важно для водоснабжения населенных пунктов. Трубы из ВЧШГ обладают высокой хладостойкостью, что очень важно для северных регионов. Они практически не подвергаются старению, в том числе под воздействием сероводородсодержащих сред. Эта особенность могла быть востребована при обустройстве месторождений с большим содержанием серы. Таким образом, трубы из ВЧШГ обладают множеством положительных свойств, но для их реализации в нефтяных месторождениях требуется решить ряд научных, технических и организационных задач. Чугун, в том числе ВЧШГ, из-за высокого содержания углерода плохо поддается сварке, особенно в трассовых условиях. На заводе сварку чугуна выполняют специальными никельсодержащими электродами в защитном газе; свариваемые детали предварительно нагревают, а после сварки подвергают термообработке. Даже после этого не исключаются дефекты сварки. Поэтому монтаж трубопроводов из чугунных труб выполняют методами, исключающими сварку. Пластичность труб из ВЧШГ приблизительно в два раза ниже, чем у стальных труб. Это требуется учитывать при изготовлении гнутых отводов.

Чугунные трубы изготавливаются методом центробежного литья и имеют шероховатую поверхность. Это может сыграть как положительную, так и отрицательную роль при нанесении защитных покрытий в зависимости от материалов и технологий покрытий. Отдельного рассмотрения требуют вопросы контроля в приемки труб из ВЧШГ и монтажа трубопроводов, а также диагностики и ремонта трубопроводов в процессе эксплуатации. По мере накопления практического опыта могут появиться новые вопросы, требующие решения. Широкое применение труб из ВЧШГ в нефтяной отрасли невозможно без соответствующей нормативной базы, учитывающей особенности отрасли. Предварительное общение с техническими специалистами нефтедобывающих компаний показывает заинтересованность в применении новых материалов и технологий, в том числе Трубы из высокопрочного чугуна в нефтегазовой отрасли.

Рассматривается вариант решения проблемы защиты от коррозии нефтегазопромысловых трубопроводов за счет использования труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, которые помимо более высокой коррозионной стойкости обладают рядом дополнительных положительных свойств. Проведены испытания двух методов соединений, исключающих сварку: раструбно-замковых типа RJ и прессовой посадкой типа ПП. Показано, что данные виды соединений обеспечивают герметичность и прочность трубопровода в пределах до 4,0 МПа с достаточным запасом. В настоящее время продолжаются промысловые испытания на опытных участках, создается необходимая нормативная база. В то же время в их сознании крепко утвердилось мнение, что металлические трубы обязательно должны быть соединены сваркой; что сварка – самый надежный способ монтажа и ремонта трубопроводов. Поэтому разрабатываемые технологии без применения сварки должны быть надежными и убедительными.

Обозначенные выше проблемы и анализ путей их решения позволил сформулировать следующие задачи для исследований:

• изучение физико-химических характеристик чугуна с шаровидным графитом, коррозионной стойкости в разных средах нефтегазовых промыслов, механических характеристик труб, конструктивных особенностей и технологий соединения труб;

• проведение стендовых испытаний плетей, смонтированных с применением нескольких видов соединений;

• промысловые испытания опытных участков трубопроводов, смонтированных с применением труб из ВЧШГ;

• создание нормативной базы технологий монтажа, эксплуатации, диагностики и ремонта трубопроводов из ВЧШГ;

• анализ проблем, связанных с обеспечением безопасности при строительстве и эксплуатации трубопроводов из ВЧШГ.

В настоящее время в России трубы и соединительные детали из ВЧШГ выпускаются только одним заводом – ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный сокол» по ТУ 1461-075-50254094-2011 и ТУ 1460-076- 50254094-2011. Металл труб обладает следующими механическими свойствами: временное сопротивление B≥420 МПа; условный предел текучести 0.2≥300 МПа; относительное удлинение ≥10%; ударная вязкость на образцах без надреза не менее 3 кгс.м/см2 . Химический состав ВЧШГ соответствует таблице: Микроструктура ВЧШГ ферритная с шаровидной формой графита. Трубы из ВЧШГ выдерживают заводское испытательное гидравлическое давление:

• при условном диаметре DN от 80 до 300 мм – не менее 6,0 МПа;

• при условном диаметре DN от 400 до 500 мм – не менее 4,0 МПа. В настоящее время разработан ряд способов соединения труб из ВЧШГ без применения сварки, среди которых наиболее надежным и апробированным является раструбно-замковое соединение (RJ). На рисунке 1 показано соединение типа RJ, где используется уплотнительное резиновое кольцо типа ВРС (также могут использоваться кольца типа TYTON). Особенность такого соединения состоит в том, что оно является самоуплотняющимся: под воздействием внутреннего давления резиновое кольцо деформируется и закрывает собой все зазоры в стыке. Прочность в кольцевом направлении обеспечивается толщиной стенки труб, в осевом направлении – наличием наплавленного кольцевого валика и стопорами. Соединение типа RJ не является жестким и обеспечивает взаимный поворот осей труб в пределах ±50 . Это свойство позволяет без напряжений укладывать трубопровод в неровной местности, а также обеспечивает прочность в не- стабильных грунтах и сейсмически активных районах. Соединение типа RJ не нуждается в температурных компенсаторах, так как в каждом стыке имеется возможность свободного взаимного смещения труб в осевом направлении в пределах не- скольких миллиметров. Был проведен большой объем испытаний таких соединений, в том числе стендовые испытания и в составе реальных трубопроводов.

Например, соединения типа RJ подвергались трем видам стендовых испытаний:

• испытаниям внутренним давлением;

• испытаниям внутренним давлением и изгибом;

• циклическим испытаниям внутренним давлением и поперечным изгибом

Таким образом, раструбно-замковые соединения RJ с уплотняющей резиновой манжетой обеспечивают прочность и герметичность трубопровода из ВЧШГ. В настоящее время в качестве опытных участков трубы из ВЧШГ проходят апробацию в ряде нефтяных месторождений. Подготовлен проект Свода правил «Проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт промысловых нефтегазопроводов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом», который проходит апробацию в нефтедобывающих компаниях и научных центрах.

Дополнительную информацию о трубах из ВЧШГ, требованиях к ним, технологиях монтажа и ремонта можно получить из нормативно-технической документации [1–9]. Таким образом, сделаны следующие главные выводы:

1. Результаты испытаний показали возможность получения равнопрочных соединений труб из ВЧШГ без использования сварки, что позволяет применять их при строительстве нефтепромысловых трубопроводов.

2. Испытаны и рекомендуются к практическому использованию в нефтепромысловых условиях наиболее эффективные технологии монтажа трубопроводов из ВЧШГ – с помощью разъемных раструбно-замковых соединений с использованием герметизирующей резиновой манжеты.

 

Яндекс.Метрика Индекс цитирования