Развитие технологий производства стальных труб

Development of technologies for the production of steel pipes

I.Yu. PYSHMINTSEV
«RusNITI» JSC
Chelyabinsk, 454139,
Russian Federation

Дан обзор развития технологий и мощностей для производства стальных труб в России и в мире. Показана кратко история формирования и развития трубной промышленности России. Приведены основные достижения в области совершенствования технологий производства труб в современной России, основанные на требованиях нефтяной и газовой промышленности. Сформулированы актуальные задачи отрасли в области энергоэффективности и уменьшения углеродного следа.

An overview of the development of technologies and capacities for the production of steel pipes in Russia and in the world is given. The history of the formation and development of the pipe industry in Russia is shown briefly. The main achievements in the field of improving pipe production technologies in modern Russia, based on the requirements of the oil and gas industry, are given. The urgent tasks of the industry in the field of energy efficiency and reduction of the carbon footprint are formulated.

Идеи перекачки жидкостей по трубопроводам человечество начало реализовывать несколько тысячелетий назад, используя различные материалы– древесину, глину, свинец, медь, бронзу. Черные металлы были применены для этого значительно позднее. Первым известным объектом стал чугунный водопровод, сооруженный в немецком замке Дилленбург (Гессен) в середине XV века, а через два столетия была изготовлена система чугунных водопроводов для фонтанов Версаля, проработавшая более трехсот лет. Второй индустриальный переворот конца XIX– начала XX веков привел к бурному росту разнообразных технологий изготовления труб из стали, производство которых стало расти рекордными темпами. Ключевым событием для трубного производства стало революционное изобретение братьев Маннесманнов, заметивших необычное поведение сердцевины стального прутка при прокатке в «косовалковом» стане, что обеспечило быстрое и надежное превращение заготовки из сплошной в полую. Это определило рывок в развитии технологий производства бесшовных труб.

Точкой отсчета российского промышленного производства труб считается 1875-й год, когда в Санкт-Петербурге установили первый агрегат для печной сварки внахлест. Вскоре в Европейской части России на стремительно развивающихся предприятиях черной металлургии стали появляться специализированные цеха для производства сварных и бесшовных стальных труб. В начале советской индустриализации было многое сделано для создания мощных производств стальных труб как в уже сложившихся трубопроизводящих регионах, так и на Урале, где в 30-е и 40-е годы были созданы крупные специализированные заводы. Вторая волна развития трубной промышленности на Урале в 60-70-е годы была связана с решением важной задачи обеспечения растущей добычи углеводородов в непосредственной близости – Западной Сибири. В рекордные для отечественной металлургии 80-е годы в СССР производили около 20 млн т в год стальных труб различного назначения.
Смена экономического уклада 90-х годов определила резкий спад спроса на все товары, включая трубы. В результате к началу нового тысячелетия производство стальных труб в России упало до 3–4 млн тв год. Консолидация активов, а главное, вызовы времени начала 2000-ых определили начало новой эры развития отечественной трубной промышленности. Определяющей стала необходимость снабжения нефтяной и газовой промышленности трубами с новыми качественными характеристиками в больших объемах для обеспечения добычи в новых нефтяных и газовых провинциях, прокладки новых магистральных трубопроводов. Это означало необходимость перехода к новому технологическому укладу производства, основанному на применении высококачественной стали с низким содержанием примесей и использовании последних достижений науки, техники и металлургического машиностроения, для обеспечения высоких механических свойств и эксплуатационных характеристик продукции, а также создания мощностей, конкурентноспособных в мировом масштабе. Следует отметить, что стабильная потребность в стальных высококачественных трубах на внутреннем рынке стала основой программ реконструкции, осуществленной крупнейшими компаниями России в короткие сроки. Вопреки нескольким обрушениям рынков вследствие кризисных явлений глобального масштаба, производство в России быстро восстанавливалось с годовым объемом около 10 млн т.
Несмотря на бурное развитие альтернативных материалов, сталь и стальные трубы, в частности, остаются одним из основных конструкционных материалов во всем мире для строительства, создания объектов длительного использования, развития инфраструктуры, машиностроения. Сталь остается материалом развития и роста, а объемы ее производства на протяжении последних десятилетий увеличиваются, невзирая на экономические потрясения глобального характера. Доля использования выплавленной в России стали для производства труб рекордно высока и составляет около четверти от объемов внутреннего потребления. Важно отметить, что за последнее десятилетие российская трубная промышленность стала безусловным мировым лидером в области уровня технологии и качества, освоив производство широчайшего ассортимента труб из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей.
Актуальными задачами отечественной металлургии являются:
– обеспечение конкурентоспособности за счет непрерывного совершенствования технологий, повышения качества и снижения удельных материальных затрат, обеспечения высокой производительности и удовлетворения растущих потребностей в высококачественной и эффективной в использовании продукции;
– увеличение объемов производства при стабильном обеспечении требуемых свойств, стабильное качество, невысокая, т.е. приемлемая себестоимость, возможность снижения удельной нагрузки на окружающую среду по всему жизненному циклу;
– непрерывное улучшение комплекса потребительских характеристик, создание новых процессов и материалов, соответствующих ожиданиям и непрерывно растущим требованиям потребителей, на основе комплекса научно-исследовательских работ;
– доступность сырьевых материалов, безопасность производства и применения.

Вызовом последнего десятилетия стала острая необходимость обеспечения импортонезависимости, прежде всего в топливно-энергетическом комплексе, где условием стабильного развития добычи стали формирование системы транспорта углеводородов с использованием труб большого диаметра нового поколения, реновация добывающих предприятий, освоение трудноизвлекаемых и нетрадиционных ресурсов, требующих применения новых технологий, оборудования и материалов. На протяжении значительного времени потребность в специальных трубах удовлетворялась исключительно за счет импорта ввиду отсутствия мощностей для массового производства высококачественных сталей, прокатки листа шириной до 5000 мм с применением современных методов термо-деформационного воздействия, станов для изготовления прямошовных труб большого диаметра, мощностей для производства высококачественных бесшовных труб с высоким комплексом свойств, специальных конструкций резьбовых соединений, покрытий.
Решением стали разработка и внедрение сквозных технологий массового производства сварных и бесшовных труб высокого качества, соответствующих перспективным требованиям основных потребителей, на основе достижений в области металлургии.
К основным результатам следует отнести разработку технологий производства прямошовных труб большого диаметра (ТБД), предназначенных для эксплуатации в сложных условиях Крайнего Севера, морского шельфа и глубоководной зоны, на высокие рабочие давления до 250 атм за счет применения нового класса высоконадежных микролегированных сталей с феррито-бейнитной структурой, сформированной путем термомеханической контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением, высокоэффективных способов формовки и электродуговой сварки под флюсом, обеспечивающих надежное соединение с высокими прочностными и вязко-пластическими характеристиками. На повестке дня стоит освоение производства ТБД уникально высоких классов прочности, таких как К80 (Х100), применение передовых технологий сварки, например, лазером, а также высоконадежных видов антикоррозионных покрытий.
Специальным направлением российских трубников стало создание, разработка и внедрение комплексных технологий производства высокопрочных бесшовных труб в сероводородостойком и хладостойком исполнениях с новыми конструкциями высокогерметичных резьбовых соединений для полного замещения импорта с выходом на позиции ключевого участника мирового рынка труб премиального класса, обеспечением потребностей нефтяных и газовых компаний для реализации новых технологий добычи и освоения новых нефтегазовых провинций. Эта задача была успешно решена на предприятиях Трубной Металлургической Компании.
Отрасль продолжает свое развитие путем создания новых мощностей и замены устаревших технологических цепочек. Вызовы дальнейшего развития очевидны. Это работа в направлении снижения удельного энергопотребления при производстве и, соответственно, углеродного следа, уменьшения удельного воздействия на окружающую среду. Важно, что это может быть достигнуто с одновременным повышением прочностных свойств, улучшением сопротивления коррозии и созданием новых потребительских характеристик, постоянной работой в направлении увеличения уровня добавленной стоимости в продукции предприятий черной металлургии, а также создания совершенно нового качества труда металлургов, все шире использующих средства автоматизации, информационных и цифровых технологий.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Пышминцев И.Ю.

    Пышминцев И.Ю.

    д.т.н., генеральный директор

    АО «РусНИТИ»

    Просмотров статьи: 875

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru