|
КУЛЕМИНА А.А., УАЛИТОВ С.С.
ПРИМЕНИЕ СТАЛИ 06Г2СЮ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ
Кулемина А.А., старший преподаватель, kuleminaaa@tyuiu.ru
Уалитов С.С., бакалавр, sualitov@mail.ru
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет
Аннотация.
В настоящее время выбор материалов для сооружения нефтегазопроводов
является актуальной задачей. Наряду с выбором материалов стоит вопрос защиты от
коррозии. В работе рассматриваются вопросы подбора материалов для сооружения
магистральных нефтепроводов. Рассмотрены альтернативные материалы для применения
на магистральных трубопроводах Западной Сибири. Проанализированы механические и
технологические свойства, химический состав. Выбран альтернативный материал для
сооружения нефтепроводов.
206
Ключевые слова:
магистральные трубопроводы, коррозия, материалы трубопроводов,
свойства материалов
Нефтепроводом называется сооружение из труб, насосных станций и
прочих конструкций, используемое для транспортировки нефти и
нефтепродуктов. Система может иметь наземное или подземное
расположение, а также проходить под водой. Для изготовления этих
сложных конструкций, имеющих подчас длину более 10 000 километров,
применяются изделия из упрочненных марок стали, обеспечивающих
изделиям высокую прочность и возможность длительной безаварийной
эксплуатации. Как правило, трубы для нефтепроводов ‒ это сварные
изделия, имеющие спиралевидный или прямой шов. Чаще всего они имеют
большой диаметр: именно такие изделия способны выдерживать высокое
давление, создаваемое транспортируемым веществом.
Нефтегазовый сектор в сегодняшнем мире постоянно демонстрирует
тенденции к расширению. Об этом свидетельствуют следующие факторы.
Агентство энергетической информации США прогнозирует, что
ископаемое топливо останется основным источником энергии и в
будущем. При этом, спрос на энергию увеличится более чем на 90%.
Мировой спрос на нефть вырастет на 1,6% в год, С 75 миллионов баррелей
нефти в день в 2000 году, до 120 миллионов баррелей в день в 2030 г.
Спрос на природный газ будет расти сильнее, чем на любой другой вид
ископаемого топлива: первичное потребление газа удвоится до 2030 года.
Это увеличение отразится также на промышленности: «Exxon Mobil», одна
из крупнейших нефтяных компаний в США, в январе 2006 года, заявила о
прибыли в 36 млрд. долларов, - крупнейшей за всю историю компании. В
феврале того же года компания «Shell» также объявила о рекордной
прибыли: 23 миллиарда долларов. Эта прибыль, как ожидается, сохранится
и в обозримом будущем, так как цены на нефть продолжают сохраняться
на рекордно высоком уровне. Для поддержки такого роста спроса на
электроэнергию, трубопроводная инфраструктура выросла почти в 100 раз
примерно за 50 лет. Было подсчитано, что увеличение длины мирового
трубопровода может составить до 7% в год в течение следующих 15 лет.
Это означает, что примерно по 8000 км трубопроводной сети ежегодно
будет прибавляться к существующей только в США. На международном
уровне, как ожидается, будут построены 32 000 км. новых трубопроводов;
50% из них придется на Северную и Южную Америку. Кроме того, в год
строится свыше 8000 км морских трубопроводов, в Северо-Западной
Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, и в Мексиканском заливе.
Общая протяженность магистральных трубопроводов высокого давления
по всему миру, увеличится по оценкам на 3 500 000 км. Из них 64% будут
составлять системы для транспортировки газа, 19% - для перекачки
207
нефтепродуктов, и 17% - для перевозки сырой нефти. Поэтому им должно
и уделяется внимание на обслуживания их состояния.
Целью работы было определить возможно ли применение стали
06Г2СЮ для строительства из нее нефтегазопроводов в условиях Западной
Сибири. Задачами служили для начала проанализировать стали,
применяемые для строительства нефтегазовых проводов, а именно для
начала упор был сделан на анализ их механических свойств. Для анализа
были выбраны стали 09Г2С, Ст3, 2Х18Н9, 03Х11Н9М2Т и 06Г2СЮ. Стали
09Г2С и Ст3 были выбраны так как они традиционно используются в
строительстве и схожесть свойств данных сталей служило ориентиром в
том, что данная сталь(06Г2СЮ) может их заменить, а 2Х18Н9 и
03Х11Н9М2Т, в качестве ”эталонных” так как они имеют повышенные
показатели свойств за счет содержащихся в них легирующих элементов.
Собрав данные по механическим свойствам сталей (данные были
взяты из литературных источников), мы начали их обработку. Данные
содержатся в таблице 1.
Таблица 1
Данные по механическим свойствам анализируемых сталей
Марка стали
09Г2СЮ
Ст3
06Г2СЮ
2Х18Н9
03Х11Н10М2Т
ϭ
в
,Н/
мм
2
460
370-480
650
568
1750
ϭ
0
,
2
, Н/
мм
2
305
225
310
-
1700
δ, %
21
25
-
40
12
КСU, Дж/
см
2
59
115
64
349
-
KCU
, Дж/
см
2
(при
минус 40
°
С)
34
30
39
387
-
Благодаря этой таблице видно, что 06Г2СЮ превосходит по
механическим свойствам стали 09Г2С и Ст3. Но следует упомянуть о
недостатках такой стали как: проблемы при сварке, а именно содержание
марганца в виде 2% не исключает образование закалочных структур,
трещин, зон термического влияния. Теперь дадим определение стали
06Г2СЮ. 06Г2СЮ - это низкоуглеродистая низколегированная сталь,
структура которой представляет собой мелкозернистую ферритную
матрицу с 15—25% мартенсита в виде отдельных островков. В структуре
также может присутствовать небольшое количество остаточного
аустенита, бейнита и дисперсных карбидов. Основной вариант
термической обработки для получения ферритно-мартенситной структуры
—
неполная закалка: нагрев до температур межкритического интервала
(МКИ) АС1—Аc3 с последующим охлаждением. Получение необходимого
соотношения структурных составляющих ДФМС при термической
обработке обеспечивается путем снижения (до 0,08—0,09%) содержания
углерода в стали, что позволяет уменьшить зависимость количества
аустенита от температуры нагрева.
208
Дальше было проведен анализ стоимости данных сталей (таблица 2)
Таблица 2
Стоимость сталей (данные были взяты с сайта www.avito.ru)
Марка стали
09Г2С
Ст3
06Г2СЮ
2Х18Н9
03Х11Н10М2Т
Цена,
руб./т
46000
42000
33000
127000
115000
По данным таблицы видно, что стоимость стали 06Г2СЮ ниже, чем
традиционно используемые, что дает экономию денег тому кто применяет
эти стали.
Выводы после проведения данного этапа исследования можно такие,
что сталь 06Г2СЮ может заменить традиционную 09Г2С, однако
основываясь только на данных справочной литературы выводя делать
нельзя. Таким образом, в качестве рекомендации для дальнейшего
исследования, является оценка коррозионной стойкости данной стали по
стандартным методикам, а также оценка поведения данной стали при
малоцикловых нагружениях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Марочник сталей и сплавов / Ю. Г. Драгунов [и др.]. - 4-е изд.,
перераб. и доп. – Москва, 2014 - 1216 с.
УДК 621.22-15
Do'stlaringiz bilan baham: |
