НЕКОТОРЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В СОВРЕМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА
ДВИЖЕНИЕ К СОВЕРШЕНСТВУ, ИЛИ
КОРРОЗИОННО–СТОЙКАЯ СУДЬБА
ДВИЖЕНИЕ К СОВЕРШЕНСТВУ, ИЛИ
КОРРОЗИОННО–СТОЙКАЯ СУДЬБА
НЕКОТОРЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В
СОВРЕМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ НЕФТЯНОГО
СОРТАМЕНТА
Трубные заводы Украины в
основном специализированы на производстве труб
из низколегированных углеродистых сталей. Среди
бесшовных труб всегда наибольший объем занимали
бурильные, обсадные и насосно-компрессорные
трубы. Их относят к разряду "трубы нефтяного
сортамента". Антидемпинговые санкции,
приведшие к существенному ограничению экспорта
в страны дальнего зарубежья, известная ситуация
с поставками стальных бесшовных труб в Россию, а
также отсутствие внутреннего рынка в Украине
поставили украинских производителей в тяжелое
экономическое положение. В этой ситуации особую
значимость приобретает детальный анализ
современных тенденций в этой области трубного
производства и поиск путей выхода из
создавшегося положения.
Ситуация в области добычи нефти
и газа
Резкое повышение цен на сырую
нефть, произошедшее во второй половине 1999 г.,
заставило многие крупные нефтедобывающие
компании срочно увеличить ассигнования на
увеличение добычи нефти. В ряде публикаций
отмечается, что за рубежом имеет место заметная
тенденция к увеличению объемов разведки и добычи
нефти и газа на повышенных глубинах. Согласно
прогнозам зарубежных специалистов, расходы на
разведку и обустройство глубоководных скважин в
период 2000-2004 гг. возрастут примерно вдвое и
составят около 20 млрд. USD. Крупнейшие концерны БП
Амоук Шеврон, Эксон-Мобил, Петробрас, Тексако и
ТоталФин-Элф основное направление своих
исследовательских и проектных разработок,
начатых во второй половине 1999 и 2000 гг.,
переориентировали на разработку шельфов Гвинеи,
США, Бразилии, Мексики и некоторых районов
Дальнего Востока.
Расширение активности в
направлении развития глубоководной добычи нефти
обусловлено комплексом факторов. К ним следует
отнести истощение наземных и мелководных
скважин, заманчивую перспективу открытия новых
крупных месторождений, возрастающую потребность
в углеводородных продуктах. Определенную роль
играет политическая нестабильность в регионах
Ближнего Востока и Средней Азии, а также
значительные затраты на строительство и
обслуживание трансконтинентальных
трубопроводов. Для решения этих задач в США и
других нефтедобывающих странах осуществляется
серьезная налоговая правительственная
поддержка развития добычи нефти с морских
платформ.
Динамику изменения глубин
морских скважин можно проиллюстрировать
следующими данными. До 1960 г. максимальная глубина
при добыче нефти и газа составляла 60 м, к 1990 г. она
превысила глубину 600 м. В настоящее время
наиболее глубокая скважина, действующая на
шельфе Мексики, расположена на глубине 858 м, а
наиболее глубокой скважиной в мире является
скважина Петробрас, расположенная на побережье
Бразилии на глубине 1850 м.
Согласно имеющимся прогнозам,
из 134 глубоководных проектов глубиной свыше 300 м,
разрабатываемых в период 1998-2001 гг., 90% будут иметь
отношение к добыче нефти. В настоящее время к
крупнейшим по мировым масштабам глубоководным
месторождениям нефти относятся Джирасол (Girarasol),
Дейлиа (Dalia) и Эгбами (Agbami) в Западной Африке,
Крейзи Хорс (Crazy Horse) и Мэд Дог (Mad Dog) на шельфе США.
Интенсивно разрабатываемые программы освоения
этих месторождений предусматривают организацию
в сжатые сроки высокопроизводительной
крупномасштабной добычи за счет использования
новейших технологий, важнейшим элементом
которых является применение труб из
коррозионно-стойких материалов (КРСМ).
КРСМ для глубоководных
нефтедобывающих установок
Существует мнение, что в
настоящее время еще не созданы КРСМ, в полной
мере удовлетворяющие требованиям эксплуатации
на больших глубинах. В этом случае особую
значимость приобретает проблема надежности и
долговечности трубопроводов. В частности,
отмечается, что риск их разрушения оценивается
вероятностью, умноженной на значимость
последствий разрушения. Применительно к
глубоководным установкам с учетом экономических
затрат на их создание, а еще в большей мере
экологических последствий эта величина весьма
существенна.
За рубежом в последние 25 лет для
трубопроводов, прокладывавшихся на морском дне,
преимущественно применялись дуплексные
нержавеющие стали и биметаллические материалы.
Ранее использовались мартенситные стали.
Норвежцы в Северном море применяют трубы из
сплавов титана. Однако эти материалы
использовались на глубинах не более 300 м.
Эксперты считают, что на больших
глубинах потребуются материалы с иными
характеристиками. В этом случае в трубопроводах
могут возникать более высокие напряжения, нежели
на мелководье, что потребует изменить технологию
соединения труб. В случае, если металл в зоне
поперечного шва будет иметь более низкий предел
текучести по сравнению с основным металлом, под
действием растягивающих напряжений на этом
участке будет концентрироваться основная
деформация, что быстро приведет к разрыву
трубопровода. В связи с этим возникает
необходимость приведения в соответствие предела
текучести металла сварного соединения по
отношению к основному металлу. Такую задачу
применительно к мартенситным нержавеющим сталям
весьма сложно решить, и это обстоятельство
ограничивает возможности широкого применения
сталей этого класса. С другой стороны, стали
данного типа весьма перспективны для сред с
повышенным содержанием СО2.
Другим критическим аспектом
является катодная защита на больших глубинах.
Имеющиеся в настоящее время КРСМ могут
обеспечить защиту от водородного охрупчивания
лишь в определенных пределах разности
потенциалов. Высказывается опасение, что на
больших глубинах условия работы могут быть
принципиально иными и их придется учитывать.
Например, на больших глубинах на поверхность
металла могут воздействовать определенного вида
бактерии, которые сильно меняют исходные
свойства металла. С таким явлением приходится
сталкиваться в Черном море. Следует заметить, что
проблема защиты трубопроводов от бактериального
воздействия в последнее время приобрела
повышенную актуальность в различных отраслях
промышленности, над решением этой проблемы
работает ряд научно-исследовательских центров, и
уже получены первые положительные результаты.
На больших глубинах в ряде
случаев потребуются трубопроводы с повышенной
прочностью основного материала, толстостенные
трубы, имеющие равномерную микроструктуру и
ударную вязкость по всему поперечному сечению.
Предполагается, что весьма перспективным
направлением может быть применение
биметаллических и плакированных труб.
Высказывается мнение, что для
глубоководных стояков морских платформ хорошие
перспективы имеет применение труб из титановых
сплавов благодаря хорошим усталостным и
прочностным свойствам. Большим достоинством
труб из титановых сплавов является исключение
риска водородного охрупчивания в морской воде.
О потребности в трубах из КРСМ
свидетельствуют следующие данные: для 134
глубоководных месторождений, которые намечено
освоить в ближайшее время, потребуется 8500 км труб
диаметром до 406 мм, которые будут использованы в
качестве трубопроводов стояков, а также 5800 км
труб для систем контроля и управления
скважинами. Это составит свыше 500000 т труб из
высоколегированных сталей и сплавов. Такие
объемы производства труб даже из менее сложных,
"рядовых" нержавеющих сталей, даже в более
благоприятные годы в Украине были совершенно не
реальными.
Новые международные стандарты
на трубы нефтяного сортамента
О повышении требований к трубам
нефтяного сортамента свидетельствует появление
новых международных стандартов.
В июне 2000 г. введен в действие
стандарт ИСО 13680 "Химическая и газовая
промышленность – Бесшовные стальные трубы из
коррозионно-стойкого сплава, для применения в
качестве обсадных, насосно-компрессорных и
соединительных муфт – Технические условия
поставки". Он регламентирует порядок
применения труб из новых КРСМ, систематически
появляющихся на мировом рынке, и дополняет
семейство ранее опубликованных международных
стандартов, относящихся к трубам нефтяного
сортамента ИСО 11960 и ИСО 11961.
Добыча нефти и газа с больших
глубин меняет привычную для трубников структуру
труб нефтяного сортамента. Значительная часть
сортамента бурильных труб поставляется в
холоднодеформированном состоянии, для них
оговорены рекомендации по оценке механических
свойств и показателей ударной вязкости в
продольном и поперечном сечениях труб. При
изготовлении линий контроля и управления
глубоководных скважин широко применяют трубы
малых диаметров из дуплексных и супердуплексных
сталей, в том числе капиллярные трубы. Для этих и
других типов сталей в новом стандарте даны
разъяснения по процедуре проведения
коррозионных испытаний.
В июне 2000 г. также введен в
действие международный стандарт ДИН ЕН 1026
"Неразрушающий контроль стальных труб",
состоящий из 18 приложений, где регламентированы
требования к различным методам и приборам
неразрушающего контроля труб и листа,
организации его проведения, порядок аттестации
рабочего персонала. Требования этого стандарта
оговаривают существенно более высокие
требования к неразрушающему контролю по
сравнению с нормативной документацией,
применяемой в настоящее время на трубных заводах
Украины.
Некоторые особенности
изготовления труб из КРСМ
Производство труб из КРСМ
существенно отличается от изготовления труб из
углеродистых и низколегированных сталей. Не
вдаваясь в технологические детали, выделим
наиболее важные аспекты, имеющие принципиальное
значение и для изготовителя, и для потребителя
труб. К ним отнесем выбор КРСМ, стабильность и
надежность технологии, стоимость труб и сроки их
поставки.
Выбор КРСМ является начальной
стадией размещения заказа и организации
производства труб. Тот или иной материал
выбирают, исходя из требований эксплуатации в
сложных условиях. Исходными предпосылками
являются химический состав материала,
проектируемая температура, давление и ряд других
параметров. При выборе КРСМ учитывают скорость
перемещаемых жидких или газообразных продуктов,
наличие эрозионных составляющих, параметры
колебаний температуры и ряд других параметров.
Важнейшим эксплуатационным показателем
является коррозионная стойкость в агрессивных
средах при заданном сроке эксплуатации труб. К
таким материалам зачастую предъявляют
повышенные требования по склонности к
водородному охрупчиванию, насыщению углеродом и
сернистыми соединениями, окислению и так далее.
Они должны удовлетворять специфическим
требованиям к механическим свойствам, в том
числе к низкотемпературной пластичности,
высокотемпературной ползучести, усталости и к
ряду других показателей, обладать хорошей
свариваемостью и пластичностью. Специфика этого
этапа заключается и в том, что выбор КРСМ
зачастую производится при недостаточной
информации о поведении материалов в тех или иных
условиях, что связано с большим риском создания
дорогостоящих установок ответственного
назначения. При производстве труб обычного
сортамента из углеродистых сталей перечисленные
обстоятельства не столь значимы.
В настоящее время известна и
серийно изготавливается широкая номенклатура
КРСМ. К этому классу относятся аустенитные и
мартенситные нержавеющие стали, серия сплавов на
основе никеля, титана, циркония и др. Вторая
половина XX века была связана с интенсивным
техническим прогрессом в различных отраслях
науки и техники, что определило потребность в
новых материалах. Заметное место среди них
заняли коррозионно-стойкие марки сталей и
сплавов с различным содержанием никеля. В табл. 1
приведена хронология разработки этих
материалов, а в табл. 2 – их градация по основным
признакам.
Сопоставляя эти данные с
производственной программой Никопольского
Пивденнотрубного завода, являющегося в Украине
практически монополистом в области производства
труб из КРСМ, приходится делать вывод, что в части
марочного состава это предприятие по своим
возможностям соответствует мировому уровню
примерно 60-70 годов.
В последние десять лет заметное
место заняло новое поколение нержавеющих сталей
– супердуплексные нержавеющие стали,
отличающиеся от известных дуплексных
нержавеющих сталей более высоким содержанием
легирующих элементов, а также добавками Cu и W. В
табл. 3 приведен химический состав двух сталей
этого типа.
Результаты промышленных
испытаний, опубликованные в многочисленных
источниках, дают основание сделать вывод, что
стали этого класса обладают более высокими
антикоррозионными свойствами и могут успешно
использоваться в агрессивных средах различного
типа, а также обладают улучшенными механическими
свойствами. Легирование сталей азотом
обеспечило устойчивое соотношение структуры
металла, содержащей 50% аустенита и 50% феррита. В
последние годы такие виды сталей начали
использоваться в химической, нефтедобывающей и
перерабатывающей и других отраслях
промышленности. Отмечается, что особо эффективно
их применение в линиях систем контроля и
управления при добыче нефти с морского дна.
В последнее десятилетие
произошло дальнейшее расширение производства
дуплексных марок сталей различных модификаций.
На международном рынке появились сплавы на
основе титана, легированные палладием и
рутением. Эти материалы обладают повышенными
антикоррозионными и улучшенными
технологическими свойствами, выпускаются в
промышленных масштабах в различных видах
проката, в том числе в виде бесшовных и сварных
труб.
Об интенсивности разработок,
проводимых в направлении создания новых КРСМ,
свидетельствует следующий пример. В странах ЕС в
1998 г. было введено ограничение на применение
противокоррозионных ингибиторов при
транспортировке нефти и газа по трубопроводам.
Это обстоятельство исключило возможность
применения труб из углеродистых и
низколегированных сталей, в том числе широко
известных мартенситных сталей типа Х13. Но уже в
средине прошлого года появилось сообщение, что
разработана новая мартенситная нержавеющая
сталь, упрочняющаяся при пластической
деформации и обладающая более низкой стоимостью
по сравнению с КРСМ на никелевой основе. В начале
2000 г. были изготовлены первые опытные партии
труб, показавшие удовлетворительные результаты.
Стабильность и надежность
технологии имеет принципиальное значение при
производстве труб из КРСМ. Высокая стоимость
установок ответственного назначения, а также
возможные потенциальные аварии, связанные с
серьезными экологическими последствиями, а
зачастую с гибелью людей, заставляют
потребителей труб предъявлять исключительно
высокие требования при выборе поставщика.
Размещение крупного заказа на поставки
комплектующих и конструкционных материалов для
установок ответственного назначения происходит
примерно по следующей схеме. Объявляется тендер
на заключение контракта, где наряду с
техническими требованиями формулируется
условие предоставления сертификатов ведущих
мировых центров, подтверждающих высокий уровень
системы качества производства. В последнее время
для изготовителей труб ответственного
назначения становится нормой сертификация не
только собственного производства, но и получение
соответствующих сертификатов от поставщиков
заготовки, изготовителей технологического
оборудования и других расходных материалов. На
последующем этапе изготавливается небольшая
опытная партия. Зачастую основные
технологические операции выполняются под
наблюдением высококвалифицированных экспертов
со стороны покупателя. Детальное изучение
технологии производства на предприятиях
изготовителя оговаривается в контрактах.
Большое значение имеет техническая оснащенность
изготовителей труб современными средствами и
методиками испытания технологических,
структурных, коррозионных свойств металла труб,
наличие средств неразрушающего контроля,
подготовленность рабочего персонала и так далее.
И именно этот этап становится решающим при
размещении основного заказа.
Стоимость и сроки поставки были
и остаются проблематичными моментами для
изготовителей труб из КРСМ.
Цены на трубы этого вида в
несколько раз выше труб из углеродистых сталей.
Сопоставительные данные о ценах приведены в
табл. 4. Однако эта разница ни в коей мере не
сопоставима с затратами на изготовление
установок ответственного назначения и на
обеспечение надежности их эксплуатации в
достаточно продолжительном временном интервале.
В качестве иллюстрации этого тезиса приведем
данные проектной проработки завода по первичной
обработке природного газа. Исходными условиями
оговорены следующие: проектный срок работы
завода не менее 25 лет, поступающий газ содержит
воду и компоненты, вызывающие коррозию
трубопроводов, в том числе СО2 и хлориды.
Прорабатывались варианты применения труб из
углеродистой и дуплексной нержавеющей сталей
марки UNS S31803. Если исходить только из ценового
показателя, преимущество углеродистых труб
бесспорно. Однако в этом случае возникнут
дополнительные расходы на коррозионные потери
металла, расходы на постоянное применений
ингибиторов и коррозионный мониторинг
эффективности их действия, расходы на покраску и
последующую периодическую перекраску труб.
Через 10 лет эксплуатации потребуется произвести
полную замену труб с неизбежными затратами на их
демонтаж и повторный монтаж, а также на остановку
завода на время проведения замены.
Сопоставляя данные, приведенные
в табл. 4, с уровнем цен на трубы из углеродистых и
простейших аустенитных нержавеющих сталей типа
08Х18Н10Т на внутреннем рынке Украины, следует
отметить более высокую разницу, которая в
настоящее время находится примерно на уровне
1/8-1/10. Это обстоятельство во многом связано с
более высокими потерями металла при
производстве, а также несовершенством
технологического процесса и оборудования,
применяемого на украинских трубных заводах.
Снижение затрат на производство
труб из КРСМ является актуальной задачей
зарубежных производителей. Наиболее значимые
успехи в этом направлении достигнуты в области
производства труб из титана.
Другим принципиальным
недостатком производства труб из КРСМ являются
продолжительные сроки поставки. В практике
многих зарубежных фирм поставка труб через 5-6
месяцев после заключения контракта считается
обычным явлением. Максимально возможное
сокращение этих сроков является серьезным
аргументом в конкурентной борьбе за рынки сбыта.
Сокращение сроков производства достигается за
счет систематического усовершенствования и
интенсификации технологического процесса. Среди
разнообразных технологических решений этого
направления выделим расширение области
применения сварных труб.
Сравнительно недавно в мировой
практике в энергетических установках
применялись исключительно бесшовные трубы. В
настоящее время наблюдается устойчивая
тенденция перехода на сварные трубы, что в
немалой мере связано с их меньшей стоимостью, а
главное, сокращенными сроками поставки. Отметим,
что в настоящее время за рубежом до 60% котельных
труб из углеродистых и нержавеющих сталей
поставляется в сварном исполнении.
Ключевым моментом современной
технологии изготовления сварных труб из КРСМ
является качество сварного соединения и
величина остаточного грата. Грат удаляют не
только на наружной, но и в обязательном порядке
на внутренней поверхности. В ряде случаев
применяют дополнительную холодную деформацию,
после чего проводят термическую обработку с
целью полной рекристаллизации и гомогенизации
шва. Важнейшим показателем уровня технологии
изготовления сварных труб из КРСМ является
коррозионная стойкость сварного соединения.
Недостаточная плотность шва и неполное удаление
грата могут быть потенциальным источником
щелевой коррозии. В связи с этим задача
технологов состоит в том, чтобы доказать, что
сварное соединение стабильно удовлетворяет
требованиям коррозионной стойкости. Для этих
целей трубосварочные станы оснащают комплексом
приборов для контроля температуры, усилий сжатия
кромок, положения формующих валков и ряда других
параметров в зоне сварки. В обязательном порядке
применяется комплексный неразрушающий контроль,
в первую очередь, с применением вихревых токов и
ультразвука.
Подводя итог этому краткому
анализу, можно сделать вывод, что производство
труб из КРСМ связано с рядом технологических
особенностей, принципиально отличающихся от
изготовления труб из углеродистых сталей.
Перспективы в области
производства труб из КРСМ
Имеются все основания ожидать,
что в ближайшее время произойдет ощутимый прорыв
в области производства КРСМ. На основе
проведенных в последние 15 лет разработок за
рубежом созданы основы принципиально новых
технологий изготовления различного вида
металлопроката, в том числе труб с заданными
свойствами поверхности. В частности, уже начато
производство новых жаропрочных материалов с
содержанием алюминия в поверхностных слоях до 6%.
В основу технологии положено образование на
поверхностях композитных покрытий с заданными
свойствами. По такой схеме возможно создание
широкого класса КРСМ, в том числе с
комбинированными свойствами на различных
поверхностях.
По-видимому, в ближайшее время
произойдут существенные изменения в технологии
производства сварных труб. Уже в настоящее время
многие зарубежные фирмы при изготовлении труб из
КРСМ используют лазерную сварку. Создание мощных
лазерных установок и вспомогательного
оборудования, представлявшегося на выставке
"Трубы-2000", дают основание утверждать в
реальности такого прогноза. Технология на такой
основе позволит изготавливать толстостенные
трубы из высоколегированных сталей и сплавов с
надежным сварным соединением и практически без
образования грата. Минимальная зона теплового
влияния и существенно более низкие потери
металла при производстве являются серьезными
аргументами преимуществ новой технологии.
Информационное обеспечение
Анализ публикаций, появившихся
за последнее время в различных видах СМИ, дает
основание сделать вывод, что нефтедобывающая и
перерабатывающая промышленности
рассматриваются как наиболее перспективные
потребители труб из КРСМ. Тенденция к увеличению
количества разработок в области создания новых
КРСМ и передовых технологий требует
систематического анализа тенденций рынка, а
главное – своевременного получения достоверной
информации о поведении новых материалов при
эксплуатации.
В связи с этим в ряде стран
систематически проводятся международные
конференции по различным аспектам производства
и использования КРСМ. В их работе принимают
участие ведущие специалисты, представляющие
научно-исследовательские институты,
изготовителей и конечных потребителей из США,
Европы и других регионов. В процессе дискуссий,
проводимых с участием высококвалифицированных
специалистов, формулируются ответы на наиболее
актуальные вопросы научного и прикладного
характера. С известной долей упрощения можно
утверждать, что на этих конференциях получают
информацию о том, что можно ожидать от того или
иного КРСМ, как его следует изготавливать и
сваривать, где его можно приобрести и ряд других.
Особое внимание уделяется
организации такого рода конференций. Например,
еще в середине прошлого года была начата
подготовка к очередной выставке и конференции
"Мир нержавеющей стали – Америка 2002",
которая состоится в феврале 2002 г. Она будет
проводиться под девизом: "Экономия затрат,
повышение надежности при производстве и при
использовании в нефте- и газодобывающей
промышленности". Организаторы считают, что
проблема снижения стоимости затрат при
производстве КРСМ в настоящее время особо
актуальна, поскольку изготовителям и
потребителям приходится работать в режиме
ограниченных бюджетов и сокращенных сроков,
отведенных на реализацию новых проектов. В связи
с этим был выбран девиз, отражающий значимость
проблемы экономичности технологии производства
и гарантии максимально высоких эксплуатационных
свойств КРСМ.
Характерно, что у потенциальных
участников заранее запрашиваются доклады по
широкому спектру ключевых проблем, касающихся
производства и применения КРСМ. Об актуальности
такого рода конференций для специалистов в
области трубного производства можно судить,
например, по тематике планируемых к обсуждению
проблем:
- оптимизация химического
состава сплавов;
- методы обработки
поверхности, перспективы применения
коррозионно-стойких материалов в
теплообменниках и при добыче нефти на больших
глубинах;
- возможность замены
бесшовных труб сварными трубами;
- выбор материалов и затраты
на обеспечение долговечности;
- перспективы международной
торговли с использованием сети Интернет;
- мировая гармонизация
стандартов и технических условий;
- глобализация кодов ASME по
отношению к европейской практике и ряд других.
Организация специализированных
конференций по такому принципу позволяет
повысить плодотворность ее работы. Большое
значение придается подбору руководителей
секций, в задачу которых входят организация
дискуссий и формулирование выводов по
рассматриваемым вопросам.
Не менее важной тенденцией
является расширение использование сети
Интернет, обеспечивающей оперативный доступ к
большому количеству информационных баз данных и
обмен мнений с широким кругом специалистов.
На основе этого, образно говоря,
создается неформальный клуб, в состав которого
входят потребители труб, разработчики и
изготовители новых материалов, изготовители
труб. В рамках этого "клуба" происходит
интенсивный обмен мнениями, постановка новых
задач, оценка полученных результатов.
Отмеченные особенности
становятся обычной нормой, подобно применению
логарифмической линейки 50 лет тому назад.
Заключение
Настоящую статью ни в коей мере
не следует рассматривать как призыв к полной
переориентации трубной промышленности Украины
на производство труб нефтяного сортамента из
коррозионно-стойких материалов. Вероятно,
имеются и другие пути выхода из кризисного
положения, их надо детально анализировать,
просчитывать. Тем более что выход из кризиса
потребует значительных средств на
исследовательские и проектно-конструкторские
работы, приобретение оборудования и на многое
другое не только в секторе трубного
производства, но и в металлургии качественных
сталей. Возможность успешного решения подобного
рода проблем можно подтвердить в том числе и
работами, проведенными в Украине в 80-е годы по
организации промышленного производства труб из
высоколегированных сталей и сплавов для
активных зон атомных реакторов. К сожалению, в
настоящее время эта технология утеряна,
оборудование морально и физически изношено,
специалисты покинули заводы. В тот же период
проводились работы по применению лазера для
сварки труб, были получены положительные
результаты.
Возвращаясь к теме кризиса
украинской трубной промышленности, с большой
долей уверенности можно утверждать, что по
большому счету причина сложившейся ситуации
заключается в том, что за последние полтора
десятилетия "реформ" практически не
вкладывались средства в модернизацию
производства, а запросы мирового рынка
претерпели существенные изменения. И поэтому
возник вопрос "to be or not to be?" трубным заводам в
Украине. От его быстрого и успешного решения
зависит благополучие больших коллективов, по
крупному счету и экономическая безопасность
государства.
Таблица 1. Хронология
разработки аустенитных сталей и сплавов на
основе никеля
Годы | Марки сталей и сплавов |
до 1950 | 300 SS, 200, 400, 600, сплавы семейства B & C |
1950-е | 20Cb, 800, 825, сплав Fe, сплав X |
1960-е | серии SS 300L, 20Cb3, 904L, Al-6X сплав 700, 625, G, C-276 |
1970-е | 317LM, 254SMo, 28, G-3, C-4, B-2 |
1980-е | Al6XN, G-30, 22, 59, 1925hMo, 311 |
1990-е | сплавы фирмы “Крупп ФДМ” B-2, B-3, B-4, B-10, 686, C-2000, 33 |
Таблица 2. Градация
коррозионно-стойких сталей и сплавов
Группа | Основной признак | Марки сталей и сплавов |
I | аустенитные нержавеющие стали типа 18-8 |
304, 316, 317, 317 серии L |
II | инструментальные аустенитные нерж. сплавы |
904L, 20, 28, 825 |
III | сплавы общего назначения на основе Ni |
200, 400, 600, 800 серии Н |
IV | супераустенитные нерж. сплавы с 6% Mo |
1925hMo, Al-6XN, 245SMO, 31 |
V | специальные Ni-Mo сплавы на основе Ni |
B-2, B-3, B-4, B-10 |
VI | инструментальные сплавы на основе Ni |
G-3, G-30, 625, C-276, C-4, 59 |
VII | аустенитный сплав на основе Cr |
Сплав 33 |
Таблица 3. Химический состав
супердуплексных нержавеющих сталей
Марки сталей | Химический состав, % | |||||||||||
C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Cu | W | N | PREW1 | |
25.7N | 0,02 | 0.37 | 0,61 | 0,02 | 0,004 | 25 | 7,0 | 3,6 | 0,7 | 0,6 | 0,25 | 42,4 |
25.7NCu | 0,02 | 0,43 | 0,47 | 0,02 | 0,001 | 25 | 7,4 | 3,9 | 1,8 | 0,9 | 0,25 | 43,6 |
PREW1 (эквивалент питтинговой сопротивляемости) = %Cr+3,3(%Mo+0,5%W)+16%N |
Таблица 4. Сопоставительные
данные о ценах на трубы из различных материалов
Виды материалов | Соотношение цен |
Углеродистая сталь | 1 |
Нержавеющая сталь 304 | 5 |
Нержавеющая сталь 304L | 5,2 |
Нержавеющая сталь 316 | 7 |
Нержавеющая сталь 347 | 14 |
сталь 6 Mo | 14 |
сплав хастеллой В2 | 75 |
сплав инконель 625 | 51 |
сплав монель 400 | 40 |
сплав никель 200 | 48 |
титан сплав Gr 2 | 12 |
цирконий | 44 |