Выбор материалов для лейнирования насосно-компрессорных труб

Texto integral

Обоснование. Одним из самых подверженных коррозии областей нефтегазовой отрасли являются материалы, из которых изготовлены насосно-компрессорные трубы. Статистические данные [1] показывают, что при производстве труб существует четыре вида технологических дефектов: окалина, стружка, обрезь технологическая и обрезь дефектов. Более 57 % составляет обрезь дефектов.

Существуют два вида дефектов: те, которые влияют на механическую нагрузку, и те, которые влияют на возможное образование коррозии. ГОСТ 31447-2012 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия» [2] предусматривает наличие классификатора недопустимых дефектов, в то время как с помощью технологии лейнирования часть недопустимых дефектов становятся допустимыми при условии сохранения допуска по толщине стенки. К таким дефектам относятся внутренние раковины и сталеплавильная плена.

Цель — подобрать подходящий материал для лейнера насосно-компрессорных труб и исследовать его коррозионную стойкость.

Методы. Существуют различные методики снижения обрези дефектов в насосно-компрессорных трубах: это проведение операции нагрева в среде защитного газа или при использовании частичного вакуума, которая снижает количество окалины; увеличение частоты замены прошивного инструмента, которое уменьшает потери на дефекты; внедрение вспомогательных систем предиктовой (предсказательной) аналитики при производстве насосно-компрессорных труб, которые уменьшают количество дефектов. Но все эти методики требуют больших капитальных затрат. Нами была рассмотрена технология, направленная на снижение количества обрези при производстве, лишенная данного недостатка. Лейнирование — технология, основанная на использовании лейнера — внутренней вставки из нержавеющей стали по принципу «труба в трубе». Такая технология способствует уменьшению дефектов и появлению возможности использовать часть ранее отбракованных труб. Технология лейнирования представляет собой последовательность операций: вставку лейнера в исходную трубу, раздачу и окончательную запрессовку лейнера.

В качестве материала для будущего лейнера были выбраны следующие стали: AISI 316L, AISI 304, 35, 30ХГСА, 30Х3МФ, 20Х1. Затем проведены коррозионные испытания: статические — в условиях минерализованных водных растворов, насыщенных коррозионно-активными газами (жидкая фаза — 5 % раствор NaCl в воде, газовая фаза СО2 — 5 МПа, H2S — 1 МПа, N2 — 9 МПа, общее давление — 15 МПа, температура — 120 °С, длительность — 240 ч), и динамические — с такими же условиями в пределах циркуляционного контура.

Результаты. По результатам коррозионных испытаний наилучшим образом себя показали сплавы на основе хрома и никеля — сталь AISI 316L, которая соответствует российскому аналогу 03Х17Н14М3, а также сталь AISI 304L, которая соответствует российскому аналогу 08Х18Н10.

Выводы. Технология лейнирования позволяет сократить количество брака в насосно-компрессорных трубах. Выбранные стали подходят для изготовления лейнера и прошли коррозионные испытания.

Sobre autores

Самарский государственный технический университет

Email: gudiminko00@mail.ru

студентка, группа 1-ФММТ-22ФММТ-106М, факультет машиностроения, металлургии и транспорта

Rússia, Самара

Самарский государственный технический университет

Email: den_andriyas@mail.ru

студент, группа 1-ФММТ-22ФММТ-106М, факультет машиностроения, металлургии и транспорта

Rússia, Самара

Самарский государственный технический университет

Email: azatekst@gmail.com

студент, группа 1-ФММТ-22ФММТ-106М, факультет машиностроения, металлургии и транспорта

Rússia, Самара

Самарский государственный технический университет

Autor responsável pela correspondência
Email: mtm.samgtu@mail.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент

Rússia, Самара

Bibliografia

Arquivos suplementares