Точки роста
В советское время на Урале и в центральной части России были построены мощные металлургические заводы по производству труб, которые требовались для поставок углеводородов на внутренний и внешний рынки. Особенно быстро трубная промышленность развивалась в 60–70‑е годы во время освоения месторождений Западной Сибири.
Следующий импульс для роста отрасль получила в начале XXI века, когда в 2000‑х годах «Транснефть» запустила крупные проекты по созданию новых маршрутов транспортировки нефти и нефтепродуктов, такие как трубопроводная система Восточная Сибирь — Тихий океан (ВСТО), первая и вторая очереди Балтийской трубопроводной системы (БТС и БТС‑2) и другие магистрали. Гигантский запрос на трубы стимулировал российские металлургические заводы увеличивать и обновлять производство. Был построен санкт-петербургский Ижорский трубный завод, а на Челябинском трубопрокатном заводе запущен цех «Высота 239» по производству одношовных труб большого диаметра.
Сейчас трубы для «Транснефти» получили право поставлять семь российских предприятий, изделия которых внесены в Реестр основных видов продукции компании (ОВП). Пять из них изготавливают трубы диаметрами от 530 до 1220 мм, два — от 159 до 530 мм. Во время выездных комиссионных проверок на производственные площадки, в которых участвуют представители головной компании и дочерних предприятий, принимается решение о том, может ли продукция производителя входить в Реестр ОВП.
Адгезив — вещество, способное соединять материалы путем поверхностного сцепления.
Зерно (кристалл) — хаотично ориентированные кристаллы, состоящие из атомов железа, углерода, никеля и других входящих элементов сплавов или металлов. Величина зерна колеблется от нескольких микрометров до сантиметров, его изменение влияет на свойства металлов и сплавов.
Легированная сталь — сталь, содержащая специально вводимые в ее состав элементы.
Микролегирование стали — введение в сплав небольшого количества добавок для улучшения его эксплуатационных свойств.
Низколегированные стали — стали с содержанием углерода от 0,2% и легирующими элементами до 2,5%.
Нормализованные стали — сталь, прошедшая термообработку при температуре от 800 до 950 ºС, после чего ее выдерживают и охлаждают. Таким образом, повышается прочность и сопротивляемость сплава коррозии.
Свариваемость — свойство металлов образовывать при сварке неразъемное соединение.
Сталь — сплав железа с углеродом.
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию под действием ударной нагрузки.
Ферритные стали содержат 0,06% углерода, до 9% никеля и небольшое количество других добавок.
Новые марки
Эволюция производства труб — это прежде всего изменение компонентов сплавов. В советское время использовались стали, для повышения прочности которых в сплавы добавляли магний и кремний. Кроме того, металлурги снижали содержание углерода, серы и фосфора. За счет термообработки (нормализации) измельчались зерна, из которых состоят металлы и сплавы, что также повышало их качество.
В современном производстве труб большого диаметра используются микролегированные малоперлитные (с пониженным содержанием углерода) и ферритные (с добавлением никеля) стали, которые при производстве подвергаются термомеханической прокатке, а затем ускоренному охлаждению. Кроме того, используются низколегированные стали с более низким содержанием углерода и иным типом структур кристаллов.
Современные марки сталей позволяют уменьшать толщину стенки трубы. При этом сохраняется прочность и пластичность сплава, что обеспечивает безопасность транспортировки больших объемов углеводородов, которые перекачиваются под мощным давлением.
Крупные инвестиционные проекты «Транснефти» повлияли на разработку новых марок стали. Например, для магистралей ВСТО и Заполярье — Пурпе трубы выпускались по специальным техническим требованиям, которые были значительно выше по такому показателю, как ударная вязкость. Это влияло на сохранность трубопроводов при механических воздействиях.
Производственная линия
Трубы по‑прежнему изготавливаются тремя способами: шаговой формовкой, формовкой трубной заготовки на прессах и формовкой трубной заготовки на вальцах. Но производственные линии сильно изменились и позволяют проводить гидравлическую или гидромеханическую калибровку, чтобы добиться необходимых геометрических параметров: по диаметру, овальности по торцам и корпусу, правильности сварного шва, что обеспечивает при сварке легкую сборку трубных секций.
Для контроля сварного соединения и основного металла, чтобы обнаружить недопустимые дефекты, применяется автоматизированный ультразвуковой и рентгеновский контроль.
В нормативных документах ПАО «Транснефть» указываются интервалы содержания элементов и требования к прокату, что позволяет обеспечивать необходимое качество труб. Введены верхнее и нижнее предельные отклонения толщины стенки. Существуют требования к качеству поверхности и проведение неразрушающего контроля современными методами, что исключает поставку изделий с недопустимыми размерами дефектов сварного соединения и расслоениями металла.
Защитные схемы
Чтобы трубы служили долго и надежно, требуется их защита от коррозии. В 1950‑1960‑х годах для этого применялись покрытия на основе битумных мастик, которые состояли из грунтовки на основе раствора битума в бензине, битумной мастики и защитного слоя крафтовой бумаги. Однако при низких температурах битум трескался, а на жаре (при температуре) выше 40 ºС плавился и стекал, а крафтовая бумага не обеспечивала механическую прочность.
В 1970‑е годы стали применяться покрытия на основе липких лент с бутилкаучуковым слоем. Однако эксплуатация показала, что под ними образовывалась ручейковая коррозия, которая могла распространяться на десятки метров от места дефекта.
В конце 1990‑х годов появились комбинированные покрытия, состоящие из битумной грунтовки, битумной ленты (основа из ПВХ с внутренним битумным подслоем) и полиэтиленовой обертки.
Революция в антикоррозионной защите произошла к 2000‑м годам, когда российские трубники стали наносить на трубы полиэтиленовые покрытия. А в районах с низкими температурами также могут использоваться теплоизоляционные пенополиуретановые покрытия.
Полиэтиленовое покрытие состоит из трех слоев: предотвращающей коррозию эпоксидной грунтовки, адгезива и полиэтилена, который не разрушается при температуре до 80 ºС. При строительстве магистралей «Транснефть» использует трубы с заводским полиэтиленовым покрытием, а при ремонте наносит битумно-полимерное.
Поиск более совершенных способов защиты металла от коррозии продолжается. На трубопроводах испытывается новое для компании двухслойное эпоксидное покрытие, которое наносится в заводских условиях путем напыления порошковых эпоксидных материалов с последующим их оплавлением. Испытания идут на обводненных и скальных участках, участках с высокой минерализацией грунта.
Под надзором
Для надежной безаварийной транспортировки нефти и нефтепродуктов введен технический надзор за качеством трубной продукции. С 2013 года ООО «Транснефть Надзор» контролирует все этапы изготовления, хранения и отгрузки труб диаметром от 300 мм и выше, а также разрабатывает и согласовывает с заводом-изготовителем план технологического контроля, где определяются порядок, методы и объемы контрольных операций. Среди них — входной контроль листового проката, технологии и режимов сварки, неразрушающий контроль сварных швов, гидроиспытание труб.
На металлургическом заводе ОМК и Челябинском трубопрокатном заводе, где выпускается большая часть труб для «Транснефти», организованы службы технического надзора «Транснефть Надзор». Приемо-сдаточные испытания партий проводятся в присутствии специалистов этого предприятия, а в периодических испытаниях участвуют сотрудники ООО «НИИ Транснефть».