Исследование свариваемости и разработка технологии сварки высокопрочных трубных сталей в условиях Крайнего Севера

• Автор: Вышемирский, Евгений Мстиславович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Глава 1 Высокопрочные трубные стали нового поколения

1.1 Основные этапы создания сталей для магистральных

трубопроводов

1.2 Требования к химическому составу, структуре и механическим

свойства высокопрочных трубных сталей

1.2.1 Требования к химическому составу

1.2.2 Требования к структурно-фазовому составу и механическим

свойствам

1.3 Принципы выбора параметров оценки свариваемости

высокопрочных трубных сталей

1.3.1 Расчетные методы оценки свариваемости

1.3.1.1 Оценка склонности сталей к образованию холодных трещин
Выводы по главе
Глава 2 Исследование свариваемости высокопрочных трубных сталей
2.1 Исследования особенностей кинетики распада аустенита при
сварке высокопрочных трубных сталей
2.1.1 Материал и методики исследования
2.1.2 Анализ структуры и свойств металла околошовного участка
ЗТВ сварных соединений сталей категории прочности Х80
2.1.2.1 Выбор рациональных скоростей охлаждения металла ОШУ
ЗТВ высокопрочных сталей
2.1.3 Анализ структуры и свойств металла околошовного участка
ЗТВ сварных соединений сталей категории прочности К70
2.2 Разработка подхода к определению величины критического
значения эквивалента углерода
Выводы по главе
Глава 3 Изучение возможности обеспечения рациональных скоростей охлаждения при принятых технологиях электродуговой сварки кольцевых стыков трубопроводов
3.1 Технология и параметры режимов ручной дуговой сварки
неповоротных стыков
3.2 Технология автоматической сварки в защитных газах
неповоротных стыков трубопроводов
Выводы по главе
Глава 4 Формирование структуры и свойств сварных соединений газопроводов из высокопрочных сталей в условиях отрицательных температур
4.1 Материалы и методика исследования
4.2 Ручная дуговая сварка на подъем неповоротных кольцевых
стыковых соединений фрагментов труб
4.3 Автоматическая сварка порошковой проволокой в защитных
газах неповоротных кольцевых стыковых соединений
4.4 Исследование структуры и свойств сварных соединений опытных стыков трубопроводов из сталей категории
прочности К65 (Х80)
Выводы по главе
Глава 5 Рекомендации по сварке кольцевых стыков газопроводов,
изготовленных их высокопрочных трубных сталей
5.1 Технология и параметры режимов ручной дуговой сварки неповоротных стыков газопроводов
5.2 Технология и параметры режимов автоматической сварки в защитных газах неповоротных стыков газопроводов
Выводы по главе
Основные выводы по работе
Библиографический список использованной литературы

Россия принадлежит к числу крупнейших газодобывающих стран мира. Ее недра содержат 13% мировых разведанных запасов нефти и 36% газа [1]. По оценкам экспертов в ближайшие 20-30 лет природный газ и нефть будут оставаться основными источниками энергии для человечества. Предполагается дальнейший рост мирового потребления природного газа. В России газ будет занимать лидирующее положение в топливно-энергетическом балансе страны. Одновременно Россия будет оставаться одним из крупнейших экспортеров газа, занимая около 25% мирового рынка [47].
Важную роль в реализации энергетической политики страны, формировании новых газодобывающих регионов, межрегиональной системы транспорта энергоносителей и выхода на международные рынки играет развитие нефтегазового комплекса Северного региона России. При этом ключевое значение для развития добычи газа на долгосрочную перспективу имеет освоение месторождений полуострова Ямал. По оценкам специалистов разведанные запасы газа 27-ми месторождений полуострова Ямал составляют более 10 трлн.м3, а с учетом месторождений приямальского шельфа - более 20 трлн.м3 [1].
Намечается строительство газопровода «Сахалин - Хабаровск -Владивосток».
Освоение Штокмановского месторождения в Баренцевом море потребует строительства морского газопровода от ГКМ на материк до завода СПГ в Видяево длиной 479 км (диаметр 1020 мм, давление 22 МПа) и далее сухопутного газопровода до Волхова протяженностью 1350 км (диаметр 1420 мм, давление 9,8 МПа). Объем газовой добычи будет доведен до 90-130 млрд.м3.
Таким образом, газоконденсатные месторождения Севера будут оставаться основой устойчивого развития газовой промышленности России

дислокаций, которая составляет 6,0±0,2Т0'И см'2 и 4,5±0,2Т0'П см'2 соответственно.
Отмеченные особенности в процессах структурообразования сравниваемых сталей при сварке будут отражаться не только на значении их механических свойств, но и на склонности к образованию холодных трещин.
2.1.2.1 Выбор рациональных скоростей охлаждения металла ОШУ ЗТВ высокопрочных сталей
Согласно ТУ Газпром «Технические требования к сварным швам кольцевых сварных соединений» для труб, изготовленных из стали Х80, значения ударной вязкости на образцах типа Шарпи должны быть не ниже 50 Дж/см2 при температуре испытаний -40°С, а твердость металла ЗТВ сварного соединения, изготовленного из сталей Х80 и XI00, не должна превышать значений, указанных в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Максимально допустимые значения твердости (НУю) ЗТВ кольцевых сварных соединений труб
Место определения Технология сварки
Ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия Автоматическая дуговая сварка
Х80 хюо Х80 ХЮО
ЗТВ (внутренняя поверхность) 275 300 300
ЗТВ (наружная поверхность) - - 325
Если ориентироваться на требования ТУ на трубы из стали Х80 (таблица 2.2), твердость основного металла и металла шва должна быть не более 275 НУ, скорость охлаждения металла ОШУ ЗТВ не должна превышать 20 °С/с (рисунок 2.3). Увеличение допустимых значений твердости металла до 300 НУ позволяет расширить диапазон скоростей