Новые коррозионностойкие трубы повышенной надежности и долговечности для ЖКХ

Новые коррозионностойкие трубы повышенной надежности и долговечности для ЖКХ Обеспечение эксплуатационной надежности и увеличение срока службы стальных трубопроводов, в том числе тепловых сетей ЖКХ, напрямую связано с энергетической безопасностью страны, экологией и охраной окружающей среды.

Решение этой проблемы предусматривает разработку новых сталей, стойких в условиях эксплуатации тепловых сетей, обладающих высокой коррозионной стойкостью к общей и локальной коррозии вследствие взаимодействия металла со средой внутри трубы и с грунтовыми водами снаружи. Вопрос усложняется повышенной температурой среды, напряженным состоянием металла трубы, его охрупчиванием в процессе эксплуатации трубопровода и циклическим характером нагрузок. Таким образом, кроме коррозионной стойкости стали для труб ЖКХ должны обладать необходимой прочностью, в т. ч. при повышенных температурах и знакопеременных нагрузках, хорошей пластичностью, трещиностойкостью, низкой температурой хрупко-вязкого перехода, циклической стойкостью и быть технологичными при сварке и холодном гнутье в процессе строительства и ремонта трубопроводов.

НПО «Полиметалл» совместно с ведущими металлургическими комбинатами: «Северсталь», Новолипецким и Магнитогорским, трубными заводами: Выксунским металлургическим, Челябинским трубопрокатным и Волжским трубным, научноисследовательскими организациями: ЦНИИТМАШ, ВНИИСТ, ВНИИгаз и Московским институтом стали и сплавов недавно разработали и внедрили в производство новую трубную сталь 06ГФБАА и комплексную технологию изготовления из нее листа, рулона и сварных труб. Эта сталь вначале предназначалась для весьма ответственных объектов — магистральных Объединение в одном коллективе специалистов науки и промышленности:

металлургов, технологов, металловедов, прочнистов, сварщиков и испытателей качества позволило успешно и быстро решить поставленную задачу и создать высококачественные трубы нового поколения.

Новые трубы отличаются от существующих целым рядом технологических, материаловедческих и эксплуатационных преимуществ.

В таблице 1 приведен химический состав новой стали, принципиальными отличиями которого являются: весьма низкое содержание серы — н.б. 0,005%, фосфора — н.б. 0,008%, малое количество других примесей, низкое содержание углерода, невысокая концентрация марганца, оптимальное микролегирование ниобием и ванадием и необходимое раскисление алюминием и титаном. Это позволило обеспечить хорошие характеристики свариваемости и технологической пластичности металла: углеродный эквивалент — н.б. 0,38%, и стойкость против растрескиваниян.б. 0,18%, в то время как у других сталей эти показатели существенно хуже: соответственно не менее 0,43% и 0,25%.

Чистота стали по сере и разработанная оптимальная технология производства обеспечили получение труб весьма чистых по неметаллическим включениям (табл.2) с высокими характеристиками пластичности и ударной вязкости.

В таблице 3 приведены нормативные механические свойства основного металла и сварного соединения труб из стали 06ГФБАА, в таблице 4 -фактические свойства труб из различных сталей при температурах от 20 °C до 450 °C. Необходимо отметить, что величина ударной вязкости сварного соединения, определенная на образцах с острым надрезом (КСV), в технических условиях на сталь 06ГФБАА регламентирована впервые в России. Фактические механические свойства новых труб по всем показателям существенно выше нормативных. Механические свойства новых труб при одинаковых температурах больше, чем у труб из других сталей.

Результаты испытаний одной из важнейших качественных характеристик труб для ЖКХ — коррозионной стойкости металлаприведены в таблице 5. Следует подчеркнуть, что испытания проводились по различным методикам в нескольких независимых друг от друга лабораториях. Во всех случаях коррозионные свойства новых труб из стали 06ГФБАА были выше, чем у труб из других сталей, что, естественно, положительно скажется на надежности и долговечности эксплуатации новых труб. Это объясняется указанными выше факторами (чистотой по вредным примесям и неметаллическим включениям), а также разработанной технологией контролируемой прокатки, обеспечившей значительно более равномерную мелкую без полосчатости микроструктуру металла новых труб (рис. 1).

Повысить надежность и долговечность труб для ЖКХ можно наружной и внутренней изоляцией. Эта технология освоена на основных трубных заводах России. Но необходимо отметить, что и изолированные трубы по целому ряду причин необходимо изготавливать из коррозионностойкой стали.

трубопровод стальной хозяйство жилищный В таблице 6 приведены результаты стендовых полигонных испытаний труб из различных марок сталей, проведенных во ВНИИСТе. По обоим показателям — критическому коэффициенту интенсивности напряжений (К1с) и величине критического раскрытия трещины (КРС) — сталь 06ГФБАА обладает значительно лучшими показателями трещиностойкости и циклической стойкости, что особенно важно для труб ЖКХ.

Из новой стали по разработанной технологии было изготовлено около 12 тыс. т труб для магистральных нефтепроводов. Монтаж, гибка и сварка труб свидетельствовали о хорошей технологичности и свариваемости новой стали. Трубы уже более 5 лет успешно эксплуатируются в трубопроводах АК «Транснефть», диагностику которых регулярно осуществляет «ДИАСКАН» .

На основании полученных результатов трубы из стали 06ГФБАА были рекомендованы для эксплуатации и в тепловых сетях. В 2002 году новые трубы были установлены на экспериментальном участке тепловых сетей АО «МОСЭНЕРГО». Техническая лаборатория филиала «Тепловые сети» АО МОСЭНЕРГО по методике ВТИ осуществляет контроль состояния труб с использованием индикаторов коррозии. Трубы успешно эксплуатируются до настоящего времени на протяжении уже трех отопительных сезонов.

На трубы из стали 06ГФБАА разработана и утверждена вся необходимая технологическая и нормативно-техническая документация. Они включены в «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».

Новые высококачественные трубы, естественно, на 15−20% дороже существующих, но в расчете на общую стоимость трубопровода это повышение незначительно и составляет около 1%. В современных условиях нашего трубного и металлургического рынка только крупные по объему заказчики могут надеяться на внимание производителей как с точки зрения поставок им высококачественной продукции, так и с точки зрения её цены. В частности, Транснефть создала специальную Торговую металлургическую компанию, занимающуюся крупными заказами труб для всех ее предприятий.

Пока каждое подразделение ЖКХ будет самостоятельно заказывать мелкие партии труб только для своих нужд, никто серьезно с ними работать не будет. Необходимо в системе ЖКХ использовать опыт крупных потребителей труб (Газпрома и Транснефти). Иначе ЖКХ так и будет получать некондиционные трубы, имеющие отступления от технических условий.

Потребителям труб в ЖКХ необходимо объединяться и для решения своих задач привлекать пауку и производителей металла и труб. Другого пути решения проблем ЖКХ нет.

Применение новых труб в трубопроводах ЖКХ повысит их надежность и долговечность и будет имен, важное техническое и экономическое значение для работы тепловых сетей.