НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ (NEW TECHNOLOGIES AND EQUIPMENT)

ОБЪЕДИНЕННАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ И «ТУРЕЦКИЙ ПОТОК»: ИННОВАЦИИ, ДОСТИЖЕНИЯ, ИНЖЕНЕРИЯ. ЧАСТЬ 1. УНИКАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБНОЙ ПРОДУКЦИИ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ, СОЗДАНИЕ МАТЕРИАЛА И ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА

(UNITED METALLURGICAL COMPANY AND TURKSTREAM: INNOVATIONS, ACHIEVEMENTS, ENGINEERING. PART 1. UNIQUE REQUIREMENTS FOR TUBULARS, PRELIMINARY TESTS, MATERIAL CREATION AND PROCESS DEVELOPMENT FOR ROLLED STEEL PRODUCTION)

Статья посвящена исследованиям и разработкам, выполненным АО «Объединенная металлургическая компания» для реализации проекта подводного газопровода «Турецкий поток», и состоит из двух частей. В первой проанализированы и уточнены требования к трубной продукции, рассмотрены результаты проведения ее предварительных испытаний, создания материала и технологии изготовления проката и освоения его массового производства в условиях толстолистового стана 5000.
Масштабные испытания (в том числе на смятие) труб диаметром 813 мм, проведенные АО «Выксунский металлургический завод», позволили уточнить проектные решения, включая толщину стенки; определить влияние геометрических параметров изделий на их стойкость к изгибу, а производственного процесса JCO и способа нанесения покрытия (термическое старение) – на прочностные характеристики материала; подтвердить высокие потребительские характеристики основного металла и типа сварного соединения.
Весь комплекс исследований и разработок, предусматривавший использование математического моделирования, имитацию процессов на образцах, лабораторное воспроизведение, позволил выбрать оптимальный состав стали и создать технологию термомеханической прокатки листов толщиной до 39 мм с комплексом свойств, полностью удовлетворяющих требованиям проекта «Турецкий поток». В условиях стана 5000 АО «Выксунский металлургический завод» освоено массовое производство данного проката.
Вопросы разработки технологии изготовления линейных труб для «Турецкого потока», проведения тщательного контроля качества и полученные результаты описаны во второй части настоящей публикации.

The two-part paper is dedicated to research and development by United Metallurgical Company to implement the TurkStream subsea gas pipeline project. The first part analyzes and specifies requirements for tubulars, considers the results of their preliminary tests, material and technology development for rolled steel production, and its mass production process development using plate rolling mill 5000.
The extensive testing of Vyksa Steel Works pipes 813 mm in diameter, including collapse tests, allowed us to specify some design solutions, including wall thickness, determine how the items’ geometry affects their bending resistance and how the JCO process and coating method (heat aging) affect the strength characteristics of the material. The tests have also verified the high consumer properties of the base metal and welding joint type.
The entire research and development set with reference to mathematical and physical simulation and laboratory testing allowed us to choose an optimal steel composition and create a thermomechanical rolling technology for plates up to 39 mm thick, whose set of properties fully meets the demands of the TurkStream project. With mill 5000, Vyksa Steel Works has developed the mass production of the rolled steel.
The second part of the paper describes the line pipe production technology for TurkStream, thorough quality control, and the results obtained.

ГАЗОПРОВОД, ТОЛСТОЛИСТОВОЙ ПРОКАТ, ТРУБА БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОКАТКА, ШАГОВАЯ ФОРМОВКА, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТРУБ, УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ, ХЛАДОСТОЙКОСТЬ, МИКРОСТРУКТУРА

GAS PIPELINE, PLATE STEEL, LARGE-DIAMETER PIPE, THERMOMECHANICAL ROLLING, JCO FORMING, PIPE GEOMETRY, IMPACT TOUGHNESS, COLD RESISTANCE, MICROSTRUCTURE

О.Е. Аксютин, д.т.н., чл.-корр. РАЕН, ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, Россия)

А.В. Никулин, South Stream Transport B.V. (Амстердам, Нидерланды)

М.С. Лебедев, South Stream Transport B.V.

П.П. Степанов, к.т.н., АО «Выксунский металлургический завод» (Выкса, Россия)

А.Б. Парунов, АО «Выксунский металлургический завод»

O.E. Aksyutin, DSc in Engineering, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences, Gazprom PJSC (Saint Petersburg, Russia)

A.V. Nikulin, South Stream Transport B.V. (Amsterdam, Netherlands)

M.S. Lebedev, South Stream Transport B.V.

P.P. Stepanov, PhD in Engineering, Vyksa Steel Works (Vyksa, Russia)

A.B. Parunov, Vyksa Steel Works

DeGeer D., Marewski U., Hillenbrand H-G., et al. Collapse testing of thermally treated line pipe for ultra-deepwater applications // Proceedings of the ASME 2004 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. Vol. 3. Vancouver, BC, Canada: ASME, 2004. P. 265–273. DOI: 10.1115/OMAE2004-51569.

Offshore standard DNV-OS-F101. Submarine pipeline systems [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://opimsoft.com/download/reference/osf101_2005-10.pdf (дата обращения 01.07.2021).

Коликов А.П., Романенко В.П., Самусев С.В. и др. Машины и агрегаты трубного производства: учеб. пособие для вузов / под ред. А.П. Коликова. М.: Изд-во МИСИС, 1998.

BS 7448-1:1991. Fracture mechanics toughness tests. Part 1: Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of metallic materials [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030067191&_ga=2.139835251.1332929579.1628195526-243542449.1628195526 (дата обращения 01.07.2021).

Ткачук М.А., Головин С.В., Эфрон Л.И., Ильинский В.И. Влияние легирования молибденом и хромом на характеристики трубной стали категории прочности X65 // Металлург. 2016. № 5. С. 27–32.

Частухин А.В., Рингинен Д.А., Хадеев Г.Е., Эфрон Л.И. Формирование аустенитной структуры при нагреве слябов из микролегированных ниобием трубных сталей // Металлург. 2015. № 7. С. 25–31.

Частухин А.В., Рингинен Д.А., Эфрон Л.И. и др. Разработка моделей структурообразования аустенита для совершенствования стратегий горячей прокатки трубных сталей // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2016. № 3. С. 39–53.

Ильинский В.И., Матросов М.Ю., Степанов П.П. и др. Опыт освоения производства толстого листа категории прочности SAWL 450 для глубоководных труб на стане 5000 ОАО «Выксунский металлургический завод» // Металлург. 2014. № 1. С. 59–62.

DeGeer D, Marewski U, Hillenbrand H-G, Weber B, Crawford M. Collapse testing of thermally treated line pipe for ultra-deepwater applications. In: ASME Proceedings of the ASME 2004 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 20–25 June 2004, Vancouver, Canada. Vol. 3. ASME; 2004. p. 265–273.

DNV. Offshore standard DNV-OS-F101. Submarine pipeline systems. Available from: http://opimsoft.com/download/reference/os-f101_2005-10.pdf [Accessed: 1 July 2021].

Kolikov AP (ed.), Romanenko VP, Samusev SV, Sheykh-Ali AD, Frolochkin VV. Machines and Mills for Pipe Production. Moscow: National University of Science and Technology; 1998. (In Russian)

BSI. BS 7448-1:1991. Fracture mechanics toughness tests. Part 1: Method for determination of KIc, critical CTOD and critical J values of metallic materials. Available from: https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030067191&_ga=2.139835251.1332929579.1628195526-243542449.1628195526 [Accessed: 1 July 2021].

Tkachuk MA, Golovin SV, Efron LI, Il'inskii VI. Effect of molybdenum and chromium additions on characteristics of pipe steel of strength grade X65. Metallurgist [Metallurg]. 2016; (5): 27–32. (In Russian)

Chastukhin AV, Ringinen DA, Khadeev GE, Efron LI. Evolution of austenite microstructure at slabs heating of Nb-microalloyed pipe steels. Metallurgist. 2015; (7): 25–31. (In Russian)

Chactukhin AV, Ringinen DA, Efron LI, Astafev DS, Golovin SV. Development of models of austenite structuration for improvements to the strategy of pipe steels hot rolling. Issues of Ferrous Industry and Material Science [Problemy chernoj metallurgii i materialovedeniya]. 2016; (3): 39–53. (In Russian)

Ilinskiy VI, Matrosov MYu, Stepanov PP, Efron LI, Goli-Oglu EA, Golovin SV, et al. Experience of mastering of heavy plate production of grade SAWL 450 for deepwater pipes at rolling mill 5000 of JSC “Vyksa Steel Works”. Metallurgist. 2014; (1): 59–62. (In Russian)

Перевод выполнен Moscow Translation Agency