Ответ на сообщение 1# zgj2405: Трубопровод – это устройство, состоящее из труб, элементов для их соединения и клапанов, предназначенное для перекачки газов, жидкостей или жидкостей с твердыми частицами. Обычно жидкость после повышения давления с помощью вентиляторов, компрессоров, насосов и котлов течет от мест с высоким давлением к местам с низким давлением; также её можно перекачивать с использованием собственного давления или силы тяжести. Трубопроводы находят широкое применение: они используются для водоснабжения, канализации, отопления, поставки газа, дальней транспортировки нефти и газа, орошения в сельском хозяйстве, в гидротехнических сооружениях и в различных промышленных установках. Когда известен расход жидкости, диаметр трубы определяется допустимой скоростью потока или допустимым сопротивлением трения (падением давления). При высокой скорости потока диаметр трубы меньше, но падение давления увеличивается. Следовательно, при высокой скорости потока можно сократить затраты на строительство трубопроводов, но увеличиваются расходы на электроэнергию для работы таких приводных устройств, как насосы и компрессоры. Кроме того, при слишком высокой скорости потока могут возникнуть и другие негативные факторы. Следовательно, диаметр трубы должен определяться на основе комплексного учета затрат на строительство, эксплуатационных расходов и других технических факторов. Способы соединения труб, фитингов к трубам, клапанов, а также входных и выходных отверстий на оборудовании определяются такими факторами, как свойства жидкости, давление и температура, материал труб, их размеры и место установки. Основными способами соединения являются резьбовое соединение, соединение с использованием фланцев, соединение путем вставки одной трубы в другую и сварка. Резьбовые соединения в основном применяются для труб малого диаметра. При соединении обычно на резьбовую часть наматывают уплотнительную ленту из фторопластика, или наносят толстый слой краски, оборачивают льняной нитью и другими уплотнительными материалами, чтобы предотвратить утечку. При давлении выше 1,6 МПа для герметизации обычно используют прокладки на концах трубы. Этот способ соединения прост, позволяет демонтировать и снова устанавливать элементы, однако для удобства демонтажа и установки необходимо установить переходные фитинги в подходящих местах на трубопроводе. Фланцевые соединения применимы для труб с довольно широким диапазоном диаметров. При соединении в зависимости от свойств жидкости, давления и температуры выбираются соответствующие фланцы и уплотнительные прокладки; для обеспечения герметичности прокладки зажимаются болтами. В тех участках трубопровода, где необходимо часто разбирать и собирать конструкции, а также в местах соединения трубопровода с оборудованием, в основном используется фланцевое соединение. Соединение типа «вставка-заглушка» в основном используется для соединения чугунных труб, бетонных труб, глиняных труб и соответствующих фитингов; оно применяется только в системах водоснабжения, канализации и газопроводах, работающих при низком давлении и нормальной температуре. При соединении сначала в пазы соединительных элементов заполняют льняные нити, хлопковые нити или асбестовые веревки, затем все это утрамбовывают с помощью асбестоцементного раствора или свинца и т. д. Также в пазы можно вставить резиновые уплотнительные кольца, что обеспечивает лучшую гибкость и позволяет трубам незначительно перемещаться. Сварные соединения обладают наилучшей прочностью и герметичностью, подходят для различных трубопроводов, позволяют сэкономить трудозатраты и материалы, однако при демонтаже необходимо отрезать трубу и её соединительные элементы. Основные трубопроводы для водоснабжения, канализации, отопления и поставки газа в городах, а также длинные трубопроводы для транспортировки нефти и газа пролегают в основном под землей. В то же время производственные трубопроводы на заводах, чтобы облегчить их эксплуатацию и ремонт, чаще всего пролегают над землей. Прохождение трубопроводов, их крепление, уклон, системы дренажа и вентиляции, механизмы компенсации, изоляция и отопление, защита от коррозии и очистка, идентификация и покраска, а также вопросы безопасности — всё это важные аспекты как для трубопроводов, проложенных над землей, так и для тех, что находятся под землей. Трубопроводы на земле следует по возможности избегать пересечений с дорогами, железными дорогами и водными путями. Когда невозможно избежать пересечения, высота пролета в месте пересечения также должна обеспечивать безопасный проезд пешеходов и транспортных средств. Подземные трубопроводы обычно прокладываются вдоль дорог, при этом между различными трубопроводами сохраняется соответствующее расстояние для удобства монтажа и ремонта ; На поверхности труб для отопления имеется изоляционный слой; они прокладываются в канавах или защитных трубах, чтобы предотвратить их повреждение под действием земли и обеспечить возможность их растяжения и движения. Трубопроводы могут подвергаться воздействию множества внешних сил, включая собственный вес, давление жидкости на концах трубы, нагрузки от ветра и снега, давление почвы, тепловые напряжения, возникающие из-за расширения и сжатия при изменении температуры, вибрационные нагрузки и **стихийные бедствия. Для обеспечения прочности и жесткости трубопровода необходимо устанавливать различные кронштейны (подвесы), такие как подвижные кронштейны, фиксированные кронштейны, направляющие кронштейны и пружинные кронштейны. Размещение кронштейнов определяется в зависимости от диаметра трубы, её материала, толщины стенки и нагрузок и других факторов. Фиксирующие кронштейны используются для сегментированного контроля теплового растяжения трубопровода, обеспечивая равномерную работу экспандеров ; Направляющие кронштейны обеспечивают осевое движение трубы. Для удаления конденсата в трубопроводах для пара и других водосодержащих газов необходимо соблюдать определенный уклон, который обычно составляет не менее двух тысячных. Для подземных дренажных труб, использующих гравитационный поток, уклон должен составлять не менее пяти тысячных. В трубопроводах для пара или других водосодержащих газов в самой низкой точке устанавливаются дренажные трубы или вентили для удаления воды. В некоторых трубопроводах также используются сепараторы газа и воды, что позволяет своевременно удалять воду и предотвращать возникновение ударных волн внутри трубопровода, а также препятствовать потоку газа. В трубопроводах для подачи воды или других жидкостей в самых высоких точках установлены устройства для выпуска воздуха, что позволяет избавляться от воздуха или других газов, накапливающихся в трубопроводах, и тем самым предотвращать сбои в работе из-за образования воздушных засоров. Если трубопроводы не могут свободно растягиваться и сжиматься, это приводит к возникновению значительных дополнительных напряжений. Поэтому в трубопроводах с большими колебаниями температуры, а также в трубопроводах при комнатной температуре, где необходима свободная подвижность, требуется установка экспансионных узлов. Они позволяют компенсировать растяжение и сжатие трубопровода, тем самым устраняя воздействие дополнительных нагрузок. Для паровых труб, труб высокой температуры, труб низкой температуры, а также труб, требующих защиты от ожогов и замерзания, необходимо облицевать их изоляционным материалом снаружи, чтобы предотвратить потерю тепла (холода) внутри трубы или её замерзание. Для некоторых трубопроводов с жидкостями с высокой температурой затвердевания, чтобы предотвратить слишком высокую вязкость жидкости или её затвердевание, что могло бы повлиять на процесс транспортировки, необходимо также обеспечивать нагрев и изоляцию. Распространенными теплоизоляционными материалами являются цементный перлит, стекловата, сланцевая вата и асбесто-диатомовая земля. Для предотвращения эрозии почвы поверхность подземных металлических труб должна быть покрыта антикоррозионной краской или такими защитными материалами, как дегть и асфальт. Также можно использовать стеклоткань и льняную ткань, пропитанные асфальтом, для облицовки труб. Трубопроводы, закопанные в почву с высокой коррозионной активностью и низким сопротивлением, должны быть оснащены устройствами катодной защиты для предотвращения коррозии. Чтобы защитить стальные трубы, находящиеся на земле, от коррозии, на их поверхность обычно наносится различная антикоррозионная краска. Все трубопроводы перед использованием должны быть тщательно очищены, а некоторые из них — также регулярно очищаться внутри. Для удобства очистки на трубопроводах устанавливаются фильтры или отверстия для промывки. На трубопроводах для дальней транспортировки нефти и газа необходимо регулярно удалять накопившиеся внутри трубы загрязнения с помощью устройств для очистки. Для этого требуются специальные устройства для отправки и приема таких устройств. Когда существует множество видов труб, для удобства эксплуатации и ремонта на их поверхность наносится краска определенного цвета в целях идентификации. Например, трубы для пара окрашиваются в красный цвет, а трубы для сжатого воздуха — в светло-синий и т. д. Для обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов и своевременного предотвращения усугубления аварий в случае их возникновения, помимо установки приборов контроля и защитных клапанов на трубопроводах, для некоторых важных трубопроводов принимаются дополнительные меры безопасности. Например, на газовых трубопроводах и трубопроводах для дальней транспортировки нефти и природного газа устанавливаются клапаны для сброса давления в случае аварии или аварийные запорные клапаны. Они могут автоматически и своевременно прекратить подачу в случае катастрофических происшествий, тем самым сокращая ущерб от бедствий. Металлы для трубопроводов. I. Выбор металлов для трубопроводов. 1. Особенности металлов, используемых в трубопроводах под давлением. Трубопроводы под давлением применяются во многих отраслях промышленности. Основными требованиями к ним являются безопасность и эффективность использования. Безопасность необходима для обеспечения эффективности использования. Кроме того, при использовании трубопроводов учитываются и экономические факторы – необходимость минимизации затрат на инвестиции и продления срока службы трубопроводов. Это, конечно же, зависит от множества факторов. А материалы являются основой инженерии, поэтому прежде всего необходимо понимать особые требования к металлическим материалам для труб под давлением. Помимо нагрузок, трубопроводы под давлением из-за работы в различных условиях окружающей среды, при разных температурах и с использованием различных сред сталкиваются с особыми испытаниями. (1) Изменение свойств металлических материалов при высоких температурах ① Пластическое деформирование. Явление медленного и постепенного пластического деформирования стали под действием внешних сил при высоких температурах называется пластическим деформированием. Характеристики крепления стали во времени в значительной степени зависят от температуры и напряжения. При повышении температуры или увеличении напряжения скорость крепления ускоряется. Например, у углеродистой стали возникает крепление при температуре работы выше 300–350 °C, а у легированной стали — при температуре работы выше 300–400 °C. Напряжение, необходимое для возникновения криволинейного деформирования, ниже предела прочности стали при температуре испытаний. Поэтому сталь, используемая в котлах, паровых трубах и сосудах под давлением, работающих при высоких температурах в течение длительного времени, должна обладать хорошими свойствами против деформации под действием крепления. Это необходимо для предотвращения значительных деформаций, которые могут привести к разрушению конструкции и к серьезным авариям, таким как взрывы. ② Сферизация и графитизация: под действием высоких температур карбиды в углеродистой стали, получая энергию, начинают перемещаться и собираться вместе, образуя крупные зерна карбида, которые встроены в структуру феррита. При этом карбиды постепенно преобразуются из пластинчатой формы в сферическую — это и называется сферизацией. Из-за крайне низкой прочности графита и его пластинчатой структуры прочность материала снижается, а хрупкость увеличивается; это явление называется графитизацией материала. При длительной работе углеродистой стали в условиях температуры выше 425°C происходит графитизация, которая становится ещё более заметной при температуре выше 475°C. Стандарт SH3059 устанавливает максимальную температуру использования углеродистой стали в 425°C, тогда как стандарт GB150 — в 450°C. ③ Показатели термической усталости: если сталь подвергается длительной работе при периодических изменениях температуры, то под действием термических напряжений, возникающих в результате этих изменений, внутри материала образуются крошечные трещины, которые постепенно увеличиваются в размерах, что в конечном итоге приводит к разрушению материала. Поэтому при рабочих условиях с колебаниями температуры необходимо учитывать характеристики тепловой усталости стали для конструкций и трубопроводов. ④ Высокотемпературная окисление материалов. Металлические материалы в среде с высокой окислительной способностью при высоких температурах (например, в дымоходах) подвергаются окислению, в результате чего образуется оксидный налет, который легко отслаивается. У углеродистой стали при нахождении в газе с температурой 570°C легко образуется оксидный слой, что приводит к утончению металла. Поэтому стальные трубы для газа, дымоходов и т. п. должны работать при температуре до 560°C. (2) Изменение свойств металлических материалов при низких температурах. Когда температура окружающей среды падает ниже критической температуры данного материала, его ударная прочность резко снижается. Эта критическая температура называется температурой хрупкого перехода материала. Для оценки ударной прочности материалов при низких температурах обычно используется показатель ударной энергии. Трубопроводы, работающие при низких температурах, требуют особого внимания к их ударной прочности в таких условиях. (3) Изменение характеристик трубопроводов в условиях коррозии. Среда, в которой находятся трубопроводы в нефтехимической промышленности, на судах и морских нефтяных платформах, часто является коррозионно активной. Было доказано, что коррозия металлов представляет серьезную угрозу; она может привести к прямым или косвенным убыткам. Например, коррозия металлов под действием напряжений, из-за усталости или межкристаллическая коррозия часто приводят к катастрофическим происшествиям. Коррозия металлов также вызывает значительные потери металла и расточительство ресурсов. Основными факторами, вызывающими коррозию, являются следующие. ① Хлориды. Коррозия углеродистой стали под действием хлоридов происходит в основном в виде равномерной коррозии; при этом возникает также проблема хромирования. Что касается нержавеющей стали, то коррозия происходит в виде точечной или межкристаллической коррозии. Для превентивных мер можно выбрать подходящие материалы, например, композитные трубы из углеродистой стали и нержавеющей стали. ② Сульфиды. В сырой нефти содержится более 250 видов сульфидов. Веществами, способными вызывать коррозию металлов, являются сероводород (H2S), тиолы (R-SH), тиоэфиры (R-S-R) и другие. В сжиженном нефтяном газе в нашей стране высокое содержание H2S, что приводит к появлению трещин в контейнерах; у некоторых из них трещины возникали уже через 87 дней после начала эксплуатации. Последующая диагностика с использованием метода магнитопорошкового контроля показала наличие 417 трещин на внутренних поверхностях. На внешней поверхности сферы трещин не обнаружено. Следовательно, высокое содержание H2S, способствующее коррозии под действием напряжений, заслуживает серьезного внимания. Японское общество по сварке и Ассоциация по безопасности при использовании высокодавленных газов устанавливают, что содержание H2S в сжиженном нефтяном газе должно быть ниже 100×10-6. В то же время среднее содержание H2S в сжиженном нефтяном газе в нашей стране составляет 2392×10-6, что в 20 раз превышает установленный японскими стандартами показатель. ③ Циклановая кислота – это органическое вещество, присутствующее в сырой нефти. При температуре выше 220°C начинается процесс коррозии; при температуре 270–280°C коррозия достигает максимума ; При температуре выше 400°C циклановая кислота в сырой нефти полностью испаряется. Нержавеющая сталь 316L (00Cr17Ni14Mo2) является эффективным материалом против коррозии, вызванной нафтановой кислотой, и часто используется в условиях высоких температур с воздействием нафтановой кислоты. 2. Выбор металлов для труб под давлением (1) Принципы выбора металлов ① Соблюдение требований условий эксплуатации В первую очередь необходимо определить на основе условий использования, подвергается ли труба давлению и к какой категории труб под давлением она относится. Трубопроводы различных категорий имеют разный уровень важности, что влияет на степень ущерба от аварий и определяет разные требования к материалам. В то же время необходимо учитывать условия эксплуатации трубопровода, среду, которая по нему транспортируется, а также степень коррозии трубы под действием этой среды. Например, у стальных трубчатых свай, установленных на морском дне, скорость коррозии стенки в зоне пенения волн в 6 раз выше, чем в грунте на дне моря ; Скорость коррозии в зоне приливно-отливных колебаний в 4 раза выше, чем в грунте на морском дне. Особое внимание следует уделить выбору материалов и мерам защиты от коррозии. ② Требования к обрабатываемости: материал должен обладать хорошей обрабатываемостью и свариваемостью. ③ Требования к долговечности и экономичности: трубопроводы под давлением должны прежде всего быть безопасными, долговечными и экономичными. Для одного устройства или комплекса трубопроводных сооружений перед инвестированием в выбор материалов при необходимости проводится исследование жизнеспособности, то есть экономико-технический анализ. Для потенциально подходящих материалов можно разработать несколько вариантов, после чего проводится их экономико-технический анализ. Некоторые материалы имеют более высокие первоначальные затраты, но обеспечивают надежную работу и снижают расходы на техническое обслуживание ; У некоторых материалов первоначальные инвестиции кажутся низкими, но они имеют низкую надежность в процессе эксплуатации, требуют высоких затрат на техническое обслуживание, в результате чего общие затраты за весь срок службы оказываются высокими. (2) Ограничения применения распространенных материалов. Условия, ограничивающие использование распространенных материалов, приведены в таблице 1; диапазоны температур, при которых можно использовать эти материалы, указаны в таблице 2. (3) Названия и спецификации распространенных металлов для трубопроводов. Названия, стандарты, марки и основные области применения распространенных стальных труб приведены в таблице 3. II. Стандарты API и сталь трубопроводная. Ещё в 1926 году Американское нефтяное общество (API) опубликовало стандарт API-5L, который изначально включал лишь три класса стали: A25, A и B. Впоследствии было выпущено ещё несколько версий этого стандарта; см. таблицу 4. Таблица 4. Классы стали трубопроводной по стандартам API. Примечание: в 1972 году API утвердил стандарты U80 и U100; позже они были заменены на X80 и X100. До 2000 года во всем мире использовалась сталь X70 — примерно на 40%, стали X65 и X60 — по 30%. Для трубопроводов малого диаметра для транспортировки нефтепродуктов часто применялась сталь класса X52, причем в большинстве случаев речь шла о трубах, изготовленных методом электрозваривания (ERW-трубы). За последние десять лет металлургическая промышленность нашей страны приложила огромные усилия для развития производства трубной стали. В настоящее время ведутся активные работы по совершенствованию свойств широких листов стали типа X70. Химический состав и механические свойства стали типов X70 и X80, производимой такими компаниями, как Шанхайская сталелитейная компания Баошань и Уханьская сталелитейная компания, приведены в таблицах с 5 по 9. Таблица 5. Характеристики листовой стали Wugang X80. Таблица 6. Механические свойства труб из стали класса X70. Таблица 7. Результаты испытаний на гибкость труб из стали класса X70. Таблица 8. Ударная вязкость труб из стали класса X70 по шкале Шарпи. Таблица 9. Ударная вязкость высокопрочных транспортных труб по шкале Шарпи. В Китае в настоящее время для строительства трубопроводов для транспортировки нефти чаще всего используются трубы, сваренные методом подземной сварки с спиральным швом (SSAW), трубы с прямым швом, сваренные методом подземной сварки (LSAW), а также трубы, сваренные методом электротермической сварки (ERW). При диаметре менее 152 мм используются бесшовные стальные трубы. В конце 1960-х – 1970-х годах в нашей стране быстро развивалась промышленность по производству труб с спиральной сваркой. Почти все трубопроводы для транспортировки сырой нефти строились из таких труб. Для трубопроводов проекта «Передача газа с запада на восток» также использовались трубы с спиральной сваркой. Недостатками спирально сварных стальных труб являются высокие внутренние напряжения, плохая точность размеров и высокая вероятность появления дефектов. По мнению экспертов, следует придерживаться принципа «двух направлений действий». Во-первых, необходимо активно проводить техническую модернизацию существующих заводов по производству спиральных сварных труб; это имеет большие перспективы ; Во-вторых, необходимо активно развивать в нашей стране отрасль производства труб с прямым швом, свариваемых методом под затоплением дугой. Стальные трубы ERW отличаются гладкой поверхностью, высокой точностью размеров и низкой стоимостью, поэтому широко используются как внутри страны, так и за рубежом. III. Стальные трубы 1. Бесшовные стальные трубы для котлов низкого и среднего давления (GB 3087–1999) ① Марки, размеры и области применения бесшовных стальных труб для котлов низкого и среднего давления приведены в таблице 10. ② Химический состав и механические свойства стальных труб приведены в таблицах 11 и 12. 3. Сварные стальные трубы для транспортировки жидкостей при низком давлении (GB/T 3091–2001) (1) Марки, химический состав и механические свойства. Марки и химический состав (результаты анализа расплава) должны соответствовать требованиям стандартов GB/T 700 для марок Q215A, Q215B, Q235A, Q235B, а также стандарта GB/T 1591 для марок Q295A, Q295B, Q345A, Q345B. Механические свойства должны соответствовать значениям, указанным в таблице 17. (2) Метод изготовления: стальные трубы изготавливаются с помощью метода электрозваривания или подземного сваривания. (3) Испытания технологии ① Испытание на изгиб: стальные трубы, свариваемые методом электрозваривания, с номинальным внешним диаметром D, не превышающим 60,3 мм, должны проходить испытание на изгиб. Для оцинкованных труб радиус изгиба составляет 8D, а для неоцинкованных — 6D; угол изгиба в обоих случаях составляет 90°. ② Испытание на сжатие. Стальные трубы, сваренные методом электрозваривания, с номинальным внешним диаметром D более 60,3 мм, должны проходить испытание на сжатие. ③ Гидравлическое испытание. Значения давления при гидравлическом испытании приведены в таблице 18. (4) Высота остатка сварного шва: при толщине стенки стальной трубы, не превышающей 12,5 мм, высота остатка сварного шва не должна превышать 3,0 мм ; При толщине стенки стальной трубы, превышающей 12,5 мм, высота остатка сварного шва не должна превышать 3,5 мм. (5) Длина стальных труб: у стальных труб, сваренных методом электротермической сварки (ERW), длина обычно составляет 4–12 м ; Стальные трубы, свариваемые под затоплением (SAW), обычно имеют длину от 3 до 12 м. (6) Изгибаемость: у стальных труб с номинальным внешним диаметром, не превышающим 168,3 мм, допускается наличие прямолинейности или изгиб в пределах, указанных в соглашении между заказчиком и поставщиком ; У стальных труб с номинальным внешним диаметром, превышающим 168,3 мм, степень изгиба не должна превышать 0,2% от общей длины трубы. (7) Концы труб: у труб с толщиной стенки более 4 мм на концах можно выполнить наклон 30°±5°; глубина выреза должна составлять 1,6 мм±0,8 мм. Угол наклона концов труб не должен превышать 5 мм. (8) Габаритные размеры и масса ① Для стальных труб с номинальным внешним диаметром, не превышающим 168,3 мм, номинальный диаметр, номинальный внешний диаметр, номинальная толщина стенки и теоретическая масса должны соответствовать значениям, указанным в таблице 19. ② У стальных труб с номинальным внешним диаметром, превышающим 168,3 мм, номинальный внешний диаметр, номинальная толщина стенки и теоретическая масса должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 20. 4. Бесшовные стальные трубы для котлов (1) Характеристики труб. Бесшовные стальные трубы для котлов делятся на горячекатаные (прессованные, расширяемые) и холоднодеформированные (качаемые), производство которых регулируется **стандартом GB 5310‑1995. ① Внешний диаметр, толщина стенки и теоретическая масса приведены в таблицах 21 и 22. ② Допустимые отклонения внешнего диаметра и толщины стенки приведены в таблице 23. ③ Длина стальных труб обычно составляет 4–12 мм. При толщине стенки s≤15 мм степень изгиба не должна превышать 1,5 мм/м ; При 15<s≤30 мм степень изгиба не должна превышать 2,0 мм/м ; При длине s30мм степень изгиба не должна превышать 3,0 мм/м. Общая степень изгиба трубы коллектора не должна превышать 12 мм. (2) Марка и химический состав стальной трубы. Марка и химический состав стальной трубы приведены в таблице 24. (3) Схема термообработки стальных труб. Схема термообработки стальных труб приведена в таблице 25. ① Когда температура окончательной прокатки стальных труб из сортов 15MoG, 20MoG, 12CrMoG, 15CrMoG, 12Cr2MoG, 12Cr1MoVG соответствует температуре отжига, указанной в таблице, прокатку можно заменить отжигом. Адрес статьи: http://www.weldr.net/simple/skill/special/200612/special_39.htm. Технологии сварки труб. Обзор развития технологий сварки нефтегазовых труб в стране и за рубежом. Научно-исследовательский институт Китайской корпорации по строительству нефтегазовых труб. Сюэ Чжэнькуй, Суй Йонгли. 0. Введение. Большая часть нефтегазовых ресурсов нашей страны находится в северо-восточных и северо-западных регионах, в то время как основные рынки потребления расположены в юго-восточных прибрежных районах и крупных городах центральной и южной частей страны, где проживает большое количество людей. Такое серьезное разделение между местами добычи и рынками сбыта является главным препятствием для транспортировки нефтегазовых продуктов. Трубопроводная транспортировка является лучшим способом преодоления этого препятствия. По сравнению с железнодорожными перевозками, трубопроводная транспортировка обеспечивает более высокую загрузку, большую безопасность и экономичность при транспортировке нефти и газа. Стоимость строительства трубопроводов составляет половину от стоимости железнодорожных путей, а затраты на транспортировку — лишь треть от соответствующих показателей. Поэтому наша страна **включила стратегию развития, направленную на усиление строительства трубопроводов для транспортировки нефти и газа с целью создания сети трубопроводного транспорта, в план развития на период «Пятнадцатилетки». Согласно планам соответствующих органов, в течение ближайших 10 лет в нашей стране будет построено 14 трубопроводов для транспортировки нефти и газа. Это позволит сформировать сеть трубопроводов, состоящую из «двух осей, двух горизонтальных линий, четырех узлов и пяти хранилищ газа», общая протяженность которой превысит 10 тысяч километров. Это свидетельствует о том, что в нашей стране скоро наступит период активного строительства нефтегазопроводов. Среди ключевых проектов по строительству газопроводов в нашей стране, которые уже реализуются или планируются к реализации, можно выделить проект «Западный газ – Восток». Длина этого газопровода составляет 4176 километров; общая стоимость его строительства — 120 миллиардов юаней. Строительство началось в сентябре этого года, а к 2004 году газопровод будет полностью завершен ; Проект газопровода Шиэньинь-Лань имеет протяженность 950 километров. Строительство началось в мае 2000 года, и на данный момент оно почти завершено. Газ уже поступает в Шиэньинь ; Проект трубопровода для транспортировки газа от уезда Чжунсянь до Уханя имеет протяженность 760 километров. На этапе подготовительных работ достигнут значительный прогресс: из 11 строящихся туннелей уже 4 пройдены полностью ; Проект газопровода от Шицзячжуана до Чжуочжоу имеет протяженность 202 километра. Строительство началось в мае 2000 года, и на данный момент оно почти завершено ; Проект газопровода от Шицзячжуана до Хандана, общая протяженность около 160 километров ; Вторая линия газопровода от Цзинбяня в провинции Шэньси до Пекина ; Проект строительства второй линии газопровода от Цзинбяня в провинции Шэньси до Сианя ; Проект по транспортировке газа от Шэньси-Ганьсу-Нинся до Хух-Хото, общая протяженность — 497 километров ; Проект газопровода на острове Хайнань, общая протяженность около 270 километров ; Проект газопровода от Лункоу в Шаньдуне до Циндао, общая протяженность около 250 километров ; Проект газопровода Китай-Китай, протяженность на территории Китая — 2000 километров ; Проект по производству сжиженного природного газа в Гуандуне: работа по привлечению инвестиций завершена; планируется завершить строительство в 2005 году. Среди строящихся и планируемых к строительству трубопроводов для транспортировки нефтепродуктов — проект трубопровода Ланьчэнъюй, протяженностью 1207 километров; строительство которого началось в мае прошлого года ; Проект трубопровода для транспортировки нефти между Китаем и Россией: протяженность на территории Китая составляет около 700 километров ; Проект трубопровода для транспортировки нефти между Китаем и Казахстаном протяженностью 800 километров находится на территории Китая. Кроме того, в ближайшее время начнется строительство трубопровода для перевозки готовой нефти протяженностью 2000 километров от Маоминга в провинции Гуандун до Гуйяна и Куньмина, а также трубопроводов для перевозки сырой нефти от Чжэньхая до Шанхая и Нанкина. Помимо основных магистралей, необходимо одновременно строить крупную городскую сеть газопроводов. Перед лицом столь огромного рынка и редких возможностей для развития возникают новые вызовы для технологий строительства трубопроводов. При одинаковом объеме потока более экономично строить одну высоконапорную трубу большого диаметра, чем несколько низконапорных труб меньшего диаметра. Например, трубопровод для транспортировки с давлением 7,5 МПа и диаметром 1 400 мм может заменить три трубопровода с давлением 5,5 МПа и диаметром 1 000 мм. При этом первый вариант позволяет сократить затраты на 35% и потребление стали на 19%. Поэтому увеличение диаметра трубопроводов является признаком научно-технического прогресса в строительстве трубопроводов. Повышение давления подачи в определенных пределах может увеличить экономическую эффективность. В качестве примера можно привести трубопровод для транспортировки газа диаметром 1 020 мм: при увеличении рабочего давления с 5,5 МПа до 7,5 МПа производительность транспортировки газа повышается на 41%, расход материалов снижается на 7%, а затраты — на 23%. Расчеты показывают, что если увеличить рабочее давление в трубопроводах для транспортировки газа с 7,5 МПа до 10–12 МПа, то пропускная способность будет увеличена на 33–60%. Давление в трубопроводах для транспортировки газа через Аляску в США достигает 11,8 МПа, а в трубопроводах для транспортировки нефти — 8,3 МПа; это самые высокие давления среди действующих трубопроводов. Увеличение диаметра трубы и повышение давления при транспортировке требуют от материала труб высокой прочности. В последние годы прочность труб значительно повысилась при сохранении их свариваемости и ударной вязкости. Поскольку прокладка труб осуществляется исключительно с помощью сварки, качество сварки во многом определяет качество всей конструкции. Сварка является ключевым этапом при монтаже труб. Трубы, сварочные материалы, технология сварки и сварочное оборудование являются ключевыми факторами, влияющими на качество сварки. В начале 70-х годов наша страна начала строительство трубопроводов большого диаметра для транспортировки нефти на большие расстояния. Благодаря проекту «83» были построены трубопроводы, соединяющие нефтяные месторождения Дачин с Тиэлином, а также трубопроводы, идущие от Тиэлина в Далянь и Циньхуандао. Это позволило решить проблему транспортировки сырой нефти с месторождений Дачин. Диаметр трубы по проекту составляет φ720 мм; в качестве материала используется сталь 16MnR; это сварная труба с спиральной сваркой, толщина стенки — от 6 до 11 мм. Схема сварочного процесса: метод ручной дуговой сварки, технология сварки с вертикальным направлением шва ; Для сварки используются электроды J506 и J507. Перед сваркой материал подвергается обжигу при температуре 400°C в течение 1 часа. Для создания основного слоя используется электрод диаметром φ3,2; для заполнения пространства между слоями — электрод диаметром φ4; для финишного покрытия также используется электрод диаметром φ4 ; Для сварки используется вращающийся постояннотоковый дуговой сварочный аппарат ; Наклон шва — 60° в форме буквы V, сварка производится с одной стороны у корня с образованием шва с обеих сторон. Трубопроводы, построенные во время битвы на северо-востоке в 1983 году, функционируют уже 30 лет и по-прежнему находятся в эксплуатации. Это подтверждает правильность технологических решений, принятых в то время, а также высокое качество строительства. В начале 80-х годов была начата практика ручного сваривания снизу; в то же время были разработаны электроды для сварки снизу на целлюлозной основе и с низким содержанием водорода. По сравнению с традиционным процессом сварки сверху вниз, сварка снизу обладает такими преимуществами, как более высокая скорость, лучшее качество и экономия сварочного материала, поэтому она широко используется при сварке кольцевых швов труб. Начиная с начала 90-х годов стала распространяться технология полуавтоматической ручной сварки с использованием электродов с самозащитным покрытием. Эта технология эффективно преодолевает недостатки других методов сварки, связанные с слабой устойчивостью к ветру в условиях работы на открытом воздухе. Кроме того, она обеспечивает высокую скорость сварки, качественные и стабильные результаты. В настоящее время это основной способ сварки кольцевых швов труб. Применение автоматического сваривания труб в любых положениях изучается уже многие годы, и в настоящее время был достигнут значительный прогресс. Благодаря проекту по транспортировке газа с запада на восток была доказана высокая эффективность и качество этого метода сварки, которые не имеют себе равных среди других способов сварки. Это свидетельствует о том, что технология сварки нефтегазовых труб в нашей стране достигла высокого уровня. 2 Стальные трубы для строительства трубопроводов 2.1 История развития стали для трубопроводов В ранние периоды для изготовления трубопроводной стали использовалась обычная углеродистая сталь с содержанием C, Mn, Si; при её производстве основное внимание уделялось её эксплуатационным свойствам, а на химический состав не предъявлялись строгие требования. Начиная с 60-х годов, по мере увеличения давления и диаметра трубопроводов для транспортировки нефти и газа, стали применяться низколегированные высокопрочные стали (HSLA), поставляемые в основном в форме горячекатаных или отжатых изделий. Химический состав такой стали: C≤0,2%, легирующие элементы ≤3–5%. С дальнейшим развитием трубопроводной стали к концу 60-х – началу 70-х годов американские нефтяные организации в стандартах API 5LX и API 5LS предложили три вида микроаллойированной стали, получаемой путем контролируемой прокатки: X56, X60 и X65. Эта сталь превосходит традиционные виды стали: содержание углерода в ней составляет 0,1–0,14%. В сталь добавляют до 0,2% легирующих элементов, таких как Nb, V, Ti. Благодаря процессу контролируемой прокатки механические свойства стали значительно улучшаются. К 1973 и 1985 годам в стандарты API были добавлены стали X70 и X80, а затем была разработана трубная сталь X100 с содержанием углерода 0,01–0,04%, при этом углеродный эквивалент снизился до уровня ниже 0,35%. Таким образом появились стали с множественной микроаллогированной обработкой при прокатке и охлаждении в современном понимании. Применение трубопроводной стали в нашей стране началось довольно поздно; большинство уже построенных нефтегазовых трубопроводов изготовлены из стали марок Q235 и 16Mn. “В период «Шесть пятых» наша страна начала разрабатывать трубную сталь марок X60 и X65 в соответствии со стандартами API, и эта сталь с успехом использовалась вместе с импортными трубами при прокладке трубопроводов. В начале 90-х годов компании Baosteel и Wuhan Iron and Steel также разработали трубную сталь X70 с высокой прочностью и усталостной прочностью; эта сталь была успешно применена в проекте трубопровода Сэйнинлань. 2.2 Основные механические свойства стали для трубопроводов Основными механическими свойствами стали для трубопроводов являются прочность, пластичность и механические характеристики в условиях воздействия окружающей среды. Прочность стали на растяжение и прочность на сжатие определяются химическим составом стали и процессом прокатки. При выборе материала для трубопроводов для транспортировки газа следует использовать стали с высокой прочностью на сжатие, чтобы сократить количество необходимого металла. Но чем выше прочность на сжатие, тем лучше — это не всегда так. Слишком высокая прочность на сжатие снижает пластичность стали. При выборе вида стали также необходимо учитывать соотношение прочности на сжатие и прочности на растяжение стали — коэффициент прочности, что позволяет обеспечить качество формовки труб и их свариваемость. После многократных растяжений и сжатий механические свойства стали меняются: прочность снижается, причем в серьезных случаях на 15%, что и называется эффектом Баушингера. При заказе стали для производства труб необходимо учитывать этот фактор. Можно увеличить значение на 40–50 МПа по сравнению с минимальной прочностью на сжатие стали данного класса. Прочность на разрыв стали зависит от её химического состава, элементов сплава, процедур термообработки, толщины материала и его ориентации. Необходимо максимально снизить содержание C, S и P в стали; следует добавлять соединительные элементы такие как V, Nb, Ti, Ni. Использование технологий контролируемой прокатки и контролируемого охлаждения позволяет повысить чистоту стали, обеспечить её однородность и уменьшить размер кристаллов, что способствует повышению прочности стали. В настоящее время чаще всего применяется метод снижения содержания C и повышения содержания Mn. У трубопроводной стали в средах с нефтью и газом, содержащими сероводород, возникают водородные трещины из-за проникновения в сталь водорода, образующегося в результате коррозии. Поэтому сталь для трубопроводов, переносящих кислые нефти и газы, должна иметь низкое содержание серы, обеспечивать эффективный контроль над формой неметаллических включений и снижать дефекты микроструктуры. Значение твердости стали трубопроводного назначения также оказывает значительное влияние на явление HIC. Для предотвращения трещин, вызванных водородом в стали, считается целесообразным поддерживать её твердость на уровне ниже HV265. 2.3 Способность трубной стали к сварке По мере снижения углеродного эквивалента трубной стали снижается чувствительность к трещинам, вызванным водородом при сварке. Это позволяет сократить количество технологических мер, необходимых для предотвращения образования трещин, а также снижает степень повреждения свойств зоны, находящейся под воздействием тепла при сварке. Однако из-за того, что при сварке сталь труб проходит через ряд сложных дисбалансированных физико-химических процессов, в зоне сварки могут возникать дефекты или снижаться характеристики соединения, причем основными проблемами являются трещины при сварке и упрочнение материала в зоне теплового воздействия. У стали трубопроводной из-за низкого содержания углерода снижается склонность к закалке и риск появления холодных трещин. Однако с увеличением уровня прочности и толщины пластины сохраняется определённая склонность к холодным трещинам. При сварке на месте часто используются сварочные электроды на основе целлюлозы, сварочные проволоки с самозащитным покрытием и другие материалы с высоким содержанием водорода. Это приводит к низкой энергии сварки и быстрому охлаждению, что увеличивает склонность к появлению холодных трещин. Поэтому необходимо применять соответствующие меры при сварке, такие как предварительное подогревание. Закаление зоны термического воздействия при сварке часто является причиной разрыва трубопроводов и спуска катастрофических происшествий. Локальная хрупкость возникает в двух основных зонах: в зоне термического воздействия — из-за увеличения размеров кристаллов и образования неблагоприятной структуры; при многопроходном сваривании — в зонах с крупными кристаллами, что происходит из-за повторного нагрева этих зон под действием следующих слоев сварного материала. Прочность на изгиб можно улучшить путем добавления в сталь определенного количества микроаллиагирующих элементов Ti и Nb, а также контроля скорости охлаждения после сварки для получения подходящего соотношения t8/5. 2.4 Стальные трубы для проекта по транспортировке газа с запада на восток. Стальные трубы, используемые в этом проекте, относятся к классу X70; их диаметр составляет Φ1016 мм, а толщина стенки – от 14,6 до 26,2 мм. Примерно 80% из этих труб представляют собой спирально сварные трубы, а примерно 20% – трубы, сваренные методом под землей с прямыми швами. Общее количество стали, потребляемой для строительства этих труб, составляет около 1,7 миллиона тонн. Помимо Nb, V и Ti, в сталь трубопроводной серии X70 также добавляют небольшие количества Ni, Cr, Cu и Mo, что позволяет отложить образование феррита до более низких температур, способствуя формированию игольчатого феррита и нижнего бейнита. Следовательно, трубная сталь X70 по своей сути представляет собой высокопрочную и высокопрочную на изгиб трубную сталь ферритного типа с игольчатой структурой. Химический состав и механические свойства стальных труб приведены в таблицах 1 и 2. 3 Технология сварки 3.1 Особенности сварки на месте Поскольку месторождения нефти и газа, которые были обнаружены и разрабатываются, расположены в отдаленных регионах с тяжелыми географическими, климатическими и геологическими условиями, а также с недостаточной социальной инфраструктурой, это создает множество трудностей при строительстве. Особенно серьезными являются проблемы, связанные с низкими температурами. При сварке на месте для сопряжения отверстий труб используется приспособление для сопряжения. Для повышения эффективности обычно под хорошо подготовленные соединительные отверстия укладывают деревянные балки или насыпи из земли; в то время как происходит сварка предыдущего соединения, начинается подготовка к следующему. Это приведет к значительному дополнительному напряжению. Кроме того, из-за теплового расширения и сжатия стальных труб при столкновении концов они наиболее подвержены проблемам, вызванным дополнительными напряжениями. Места сварки на месте — это соединение труб при их горизонтальной или наклонной фиксации, включая сварку в горизонтальном, вертикальном, наклонном и поперечном положениях. Поэтому к навыкам работы сварщика предъявляются более высокие и строгие требования. Современная промышленность трубопроводов требует от труб высокого давления при транспортировке, большого диаметра, а также обеспечения их безопасной эксплуатации. Для достижения высокой прочности и ударной вязкости стали труб, увеличения диаметра труб и утолщения их стенок было разработано множество методов сварки, сварочных материалов и технологий сварки. 3.2 Методы сварки трубопроводов. В зарубежных странах процесс сварки трубопроводов развивался от ручной сварки к автоматической. Ручной сваркой в основном практикуется сварка с использованием электродов на целлюлозной основе в направлении снизу вверх и сварка с использованием электродов с низким содержанием водорода в том же направлении. В области автоматической сварки труб существуют аппараты для сварки труб методом вспышечной сварки, разработанные в бывшем Советском Союзе. За время существования Советского Союза с их помощью было сварено десятки тысяч километров труб большого диаметра. Его выдающейся особенностью является высокая эффективность и сильная способность к адаптации к окружающей среде. Автоматическая система сварки труб с множественными зонами защиты газом, разработанная американской компанией CRC, состоит из трех основных компонентов: устройства для обработки кромок труб, комплекса устройств для внутренней и внешней сварки. На сегодняшний день во всем мире была сварена трубопроводная линия общей протяженностью более 34 000 км. Франция, бывший Советский Союз и другие страны также исследовали и применяли подобные технологии автоматической сварки внутри и снаружи труб. Этот направление технологий стало сегодня основным способом автоматической сварки труб большого диаметра в мире. Технология сварки кольцевых швов стальных труб в нашей стране претерпела несколько значительных изменений. В 70-х годах использовались традиционные методы сварки, а именно ручная дуговая сварка с использованием электродов с низким содержанием водорода в вертикальном направлении. В 80-х годах распространилась технология ручной дуговой сварки в нижнем направлении, при которой использовались электроды из целлюлозы и электроды с низким содержанием водорода. В 90-х годах была применена технология полуавтоматической сварки с использованием сварочных проволок с самозащитным покрытием. Сегодня же начинается всестороннее внедрение технологии автоматической сварки в любом положении. Ручной дуговой сварка включает использование сварочных электродов на целлюлозной основе и сварочных электродов с низким содержанием водорода. Технология сварки под углом с использованием ручного дугового сварочного аппарата была основным методом сварки при строительстве трубопроводов в нашей стране в прошлом. Ее особенностью является большой зазор между соединяемыми концами труб; в процессе сварки используется метод прерывания дуги. Толщина каждого слоя сварного шва велика, что снижает эффективность сварки. Направленная сварка под ручным дуговым сварочным аппаратом — это технология сварки, заимствованная из-за рубежа в 80-х годах. Особенностью этой технологии является небольшой зазор между отверстиями труб при их сопряжении. В процессе сварки используются высокие токи, многократные слои материала и быстрые темпы сварки. Эта технология подходит для серийного производства, обеспечивая высокую эффективность сварки. Поскольку толщина каждого слоя сварки невелика, термообработка предыдущих слоев с помощью последующих слоев позволяет повысить прочность на изгиб узла соединения. Метод ручного дугового сварки является гибким и простым в применении, обладает высокой адаптивностью. Сочетание способов сварки снизу вверх и сверху вниз, а также хорошие качества электродов на целлюлозной основе для сварки корневой части соединения позволяют использовать этот метод во многих случаях, когда он не может быть заменен автоматическими методами сварки. Технология полуавтоматической сварки с использованием защитных электродов с внутренней оболочкой начала применяться при строительстве труб в 1990-х годах; она используется в основном для заполнения швов и их покрытия. Его особенности заключаются в высокой эффективности наплавления, возможности формирования деталей в любых положениях, высокой устойчивости к условиям окружающей среды, а также простоте освоения со стороны сварщика. Это в настоящее время важный метод сварки, используемый при монтаже трубопроводов. По мере повышения класса прочности стальных труб, используемых при строительстве трубопроводов, а также увеличения их диаметра и толщины стенок, в процессе монтажа трубопроводов постепенно начинается применение технологии автоматического сваривания. Технология автоматической сварки труб обладает большим потенциалом для применения при строительстве труб большого диаметра и с толстыми стенками благодаря таким преимуществам, как высокая эффективность сварки, низкая трудоемкость и минимальное влияние человеческого фактора на процесс сварки. Однако технология автоматической сварки труб в нашей стране находится на начальном этапе развития: проблема автоматической сварки корневой части труб ещё не решена, а также не сформированы необходимые вспомогательные устройства, такие как оборудование для формовки кромок труб. Все это ограничивает массовое применение технологии автоматической сварки. В настоящее время для автоматической сварки корневой части труб в основном используется метод ST. Адрес ссылки: http://www.weldr.net/simple/skill/html/content_1270.htm. Тенденции развития технологий сварки высоконапорных и сверхвысоконапорных газопроводов. I. Введение. С развитием нефтегазовой промышленности и нефтехимической отрасли, а также с реализацией проекта по транспортировке газа с запада на восток, наступил период активного строительства длинных газопроводов в Китае. Трубопроводы для транспортировки нефти и газа все чаще разрабатываются с большим диаметром и высоким давлением. Технология сварки вниз по длинным трубопроводам была введена в Китай с 1960-х годов. За прошедшие десятилетия она достигла высокого уровня развития: сегодня существует совершенная технология ручной сварки вниз, а также активно распространяется технология полуавтоматической сварки под защитой газа. Сочетание технологии полностью автоматической сварки под защитой газа и технологии сварки вниз по направлению выступает как тенденция развития технологий сварки высоконапорных трубопроводов и будет активно применяться при строительстве магистральных трубопроводов по всей стране. Поскольку в рамках проектов участков Шанхай I–VI проекта «Перекачка газа с запада на восток» уже были успешно применены технологии ручного сваривания с наклоном и полуавтоматического сваривания с использованием электродов с самозащитным покрытием, а также существуют довольно разработанные стандарты выполнения работ, в данной статье они не описываются подробно. Что касается технологий STT для полуавтоматической и полностью автоматической сварки под защитой газа, то в районе Шанхая не проводилось никаких практических испытаний или экспериментов с использованием этих методов при монтаже газопроводов. Поэтому в данной статье подробно рассматриваются эти два способа сварки, что может служить технической основой для выполнения будущих проектов по строительству высоконапорных газопроводов в регионе Шанхая. II. Технология STT: полуавтоматическое сваривание с использованием защитного газа CO2 в нисходящем направлении. При использовании технологии STT для сварки труб производится основное соединение; в качестве защитного газа используется CO2. Технология ручного сварки с автоматическим подачей дрота, при которой используется дрот с флюсовым ядром (например, NR207 от Lincoln). STT — это аббревиатура от английского «Surface Tension Transfer», что означает перенос поверхностного натяжения; это механизм перехода металла, получаемого в процессе сварки. Технология заполнения шва при использовании этого метода схожа с технологией наполнения шва при полуавтоматической сварке, применяемой в нашей компании; подробно о ней здесь не говорится. В данной статье в основном рассматривается технология сварки корня шва STT. ) 1 Особенности технологии: при сварке труб под давлением метод STT является недорогим и эффективным способом сварки. Традиционная сварка под защитой газа CO2 не может коренным образом решить проблемы большого количества искр при сварке и недостаточно качественной формы шва. А полуавтоматические сварочные аппараты типа STT с технологией управления формой волны обеспечивают стабильность процесса сварки, красивую форму шва, минимальное влияние изменений длины сварного шва, значительно снижают количество искр и уменьшают нагрузку на сварщика. 2 Принцип технологии: поскольку процесс перехода капель в технологии STT осуществляется за счёт поверхностного натяжения жидкого металла, это представляет собой особый метод сварки, требующий использования динамического управления. Поэтому плавильная кювета, образующаяся на шве, является очень маленькой и сосредоточенной, что благодаря своим выдающимся характеристикам расширяет сферу применения полуавтоматического сваривания CO2 при строительстве трубопроводов длинного пролета. 3. Примеры применения: Китайское управление нефтегазовых трубопроводов впервые использовало технологию полуавтоматической сварки вниз по направлению STT для нанесения основного слоя сварки на трубопроводах в рамках проекта по разработке нефтяных месторождений в Мугладе, Судан. Компания по строительству, входящая в состав Управления нефтедобычи Чжунъюань, также использует технологию полуавтоматической сварки вниз по направлению STT при строительстве дополнительной линии трубопровода Шэньцзин – Пекин. 4 Параметры сварки приведены в таблице 1. 5 Оборудование для сварки: Насколько известно автору, в настоящее время производителем оборудования STT является только компания Lincoln. III. Технология сварки под полным автоматическим защитным газовым покрытием. Полуавтоматическая сварка под защитой газа — это способ сварки труб с использованием полуавтоматических сварочных аппаратов и защитного газа; в качестве защитного газа обычно используется аргон или CO2. 1. Особенности технологии: при сварке с защитным газом с использованием расплавленного электрода защита зоны сварки является простой; зона сварки хорошо видна, что способствует повышению производительности. Технология сварки относительно проста в применении, её легко контролировать, а также возможна сварка в любых положениях. Однако предъявляются высокие требования к качеству шва и сопряжения труб: необходимо, чтобы сопряжение труб было равномерным по всей их окружности ; К форме кромки требования строгие: при большой толщине стенки трубы при выборе способа сварки следует использовать комплексную или U-образную кромку. Нельзя ориентироваться только на сокращение объема работ; важнее всего — обеспечить качество сварки. Хотя небольшоугольная V-образная кромка упрощает процедуру сварки, с точки зрения обеспечения качества предпочтительнее комплексная или U-образная кромка ; Кроме того, на процесс сильно влияет внешняя погода, что является общей проблемой при сварке под защитой газа ; Проблема с источником газа в восточных регионах, таких как окрестности Шанхая, решается довольно легко. 2. Принцип технологии: В технологии полуавтоматической сварки труб с использованием газовой защиты в качестве источника тепла используется дуга между плавящимся электродом и металлом, который подлежит сварке. Благодаря этой дуге происходит плавление электрода и стальной трубы. Во время сварки в зону соединения подается защитный газ, который предотвращает воздействие вредных факторов из воздуха. Сварка осуществляется путем непрерывной подачи электрода. Эта технология позволяет осуществлять одновременную работу нескольких головок в любых положениях. Закалочное сваривание может производиться как с внутренней, так и с внешней стороны трубы. Регулировка параметров процесса сварки обычно осуществляется на панели управления. 3 Пример проекта: Газопровод Чжэнчжоу–Има (восточный участок). Материал труб — 16Mn; диаметр труб составляет 426 мм. Для сварки используется электрод типа H08Mn2SiA; диаметр электрода — 1,0 мм. В проекте «Перекачка газа с запада на восток» также на широкой основе применяется полностью автоматическое сваривание под защитой газа. 4 Параметры сварки: следует учитывать, что поскольку параметры сварки различаются для каждого слоя сварного шва, параметры всего сварного соединения должны определяться в зависимости от характеристик трубы и условий на месте выполнения работ. Они могут быть применены в производстве только после успешных испытаний сварки. В таблице 2 приведены примеры параметров для полуавтоматической сварки с использованием электродов с веществом-зажигателем и защитным газом. Оборудование для сварки: полуавтоматические сварочные аппараты британской компании NOREAST, автоматические сварочные аппараты канадской компании RMS, а также полуавтоматический сварочный аппарат PIPELINER. 6. Комплексный анализ: при полуавтоматической сварке под защитой газа или полностью автоматической сварке закалочная сварка по-прежнему является ключевым этапом. При строительстве трубопроводов для транспортировки газа под высоким давлением при полуавтоматической сварке с защитным газом используется метод сварки STT для нанесения основного слоя, а для заполнения шва и его финишной обработки применяется ручная сварка. Технологии полуавтоматической сварки, которые могут применяться при строительстве трубопроводов для транспортировки газа под высоким давлением, включают: наружную сварку, внутреннюю сварку, сварку с использованием технологии STT, а также принудительное формирование шва при наружной сварке с использованием внутренней медной прокладки и дополнительной автоматической сварки. Для полуавтоматической сварки можно использовать такие методы, как сварка с использованием электродов с веществом-зажигателем под защитой газа, сварка с использованием толстостенных электродов под защитой газа, аргонодуговая сварка с плавящимся электродом и другие. Исходя из вышеизложенного анализа и характеристик применения различных методов сварки, в обычных условиях для сварки труб длинными участками следует использовать преимущественно самозащищаемую полуавтоматическую сварку. В таких проектах, как строительство трубопровода «Западный газ – Восток», где местность в районе Шанхая является ровной, целесообразно применять автоматическую сварку; в качестве дополнения используются традиционные ручные методы сварки и метод сварки с наклоном руки вниз. IV. Заключение: Технологии сварки труб с использованием защиты газом STT, полуавтоматической сварки с самозащищающейся электродной проволокой, а также полностью автоматической сварки под действием газа пользуются популярностью за рубежом благодаря высокому качеству сварных соединений и высокой скорости сварки. В стране же они находятся на этапе внедрения. В равнинных районах и при благоприятных условиях работ есть большие перспективы для применения этих технологий сварки. Наша компания должна усилить исследования и тестирование этих двух методов сварки, чтобы обеспечить себя необходимым техническим оборудованием для строительства трубопроводов высокого и сверхвысокого давления. Это позволит нам воспользоваться огромными возможностями, которые открывает развитие рынка природного газа.