Газовая Промышленность 8.2021

Обзорная статья

УДК (622.691.4+622.692.4).001.895
(UDK (622.691.4+622.692.4).001.895)

Авторизуйтесь

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ (NEW TECHNOLOGIES AND EQUIPMENT)

ИННОВАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОСВОЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МАТЕРИАЛОВ АО «ВЫКСУНСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД» ДЛЯ УНИКАЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ ГАЗО- И НЕФТЕПРОВОДОВ

(INNOVATIVE SYSTEM FOR NEW TECHNOLOGY AND MATERIAL DEVELOPMENT BY VYKSA STEEL WORKS FOR UNIQUE GAS AND OIL PIPELINE PROJECTS)

В работе описана современная научно обоснованная система разработки и освоения новых технологий и материалов, способных обеспечить производство высокотехнологичной продукции на уровне лучших мировых аналогов. Данная система создана и внедрена в АО «Выксунский металлургический завод». Она включает в себя этапы математического моделирования процессов, имитации полученных результатов на образцах с использованием современного оборудования, лабораторного и затем промышленного опробования технологической концепции и, наконец, оценки результатов (структуры и свойств новых технологий и материалов). Обращается внимание на необходимость определения критических параметров технологии до ее выхода на стадию производственных испытаний. Описаны подходы к физическому и математическому моделированию различных этапов изготовления проката и труб. Разработаны и подтверждены опытным путем критерии микроструктурного подобия лабораторных и промышленных экспериментов. Приведены результаты внедрения системы и достигнутые технические и экономические показатели при производстве продукции.

The paper describes a scientifically sound advanced system for developing new technologies and materials to manufacture world-class high-technology products. The system is created and implemented at Vyksa Steel Works. Its constituent stages are mathematical simulation, physical simulation using modern equipment, laboratory and then industrial testing of the technology concept, and, finally, evaluation of results (structure and properties of new technologies and materials). The article underlines the need for determining critical parameters of a technology before it enters the industrial test stage. It also describes some physical and mathematical simulation approaches of various stages of rolled steel and pipe fabrication. The microstructure similarity criteria of laboratory and industrial experiments are developed and empirically validated. Finally, the paper presents implementation results and achieved performance indicators of the production.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И МАТЕРИАЛ, ТРУБА, ГАЗОПРОВОД, НЕФТЕПРОВОД, ПРОКАТ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИМИТАЦИЯ ПРОЦЕССА, МИКРОСТРУКТУРА, ХЛАДОСТОЙКОСТЬ, СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

NEW TECHNOLOGY AND MATERIAL, PIPE, GAS PIPELINE, OIL PIPELINE, ROLLED STEEL, MATHEMATICAL SIMULATION, PROCESS SIMULATION, MICROSTRUCTURE, COLD RESISTANCE, WELDED JOINT

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

Д.А. Рингинен, к.т.н., АО «Выксунский металлургический завод»

А.В. Частухин, к.т.н., АО «Выксунский металлургический завод»

С.В. Жарков, АО «Выксунский металлургический завод»

Л.И. Эфрон, д.т.н., АО «Выксунский металлургический завод»

А.В. Мунтин, к.т.н., АО «Выксунский металлургический завод»

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

D.A. Ringinen, PhD in Engineering, Vyksa Steel Works

A.V. Chastukhin, PhD in Engineering, Vyksa Steel Works

S.V. Zharkov, Vyksa Steel Works

L.I. Efron, DSc in Engineering, Vyksa Steel Works

A.V. Muntin, PhD in Engineering, Vyksa Steel Works

Leblond B., Devaux J. A new kinetic model for anisothermal metallurgical transformations in steels including effect of austenite grain size // Acta Metall. 1984. Vol. 32. No. 1. Р. 137–146. DOI: 10.1016/0001-6160(84)90211-6.

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.

Kostryzhev A.G. Bauschinger effect in NB and V microalloyed line pipe steels: PhD thesis. Birmingham, UK: University of Birmingham, 2009.

Brown L.M. Orowan’s explanation of the Bauschinger effect // Scr. Metall. 1977. Vol. 11. No. 2. P. 127–131. DOI: 10.1016/0036-9748(77)90291-5.

Khadeev G., Ringinen D., Efron L. Effect of multistage deformation during the pipe processing on mechanical properties of steels strength grade X70–X80 // Key Eng. Mater. 2016. Vol. 716. P. 957–962. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.716.957.

Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. М.: Металлургиздат, 2012.

Частухин А.В., Рингинен Д.А., Хадеев Г.Е., и др. Имитация металлургических процессов – основа разработки новых видов продукции и технологий // Развитие технологий производства стали, проката и труб на Выксунской производственной площадке: сб. трудов / под общ. ред. А.М. Барыкова. М.: Металлургиздат, 2016. С. 73–117.

Жарков С.В., Степанов П.П., Кархин В.А. Лабораторная оценка свариваемости высокопрочных трубных сталей // Тяжелое машиностроение. 2019. № 11–12. C. 23–26.

Недзвецкий М.Ю., Арабей А.Б., Ментюков К.Ю. и др. Освоение производства труб большого диаметра класса прочности К80 (Х100) в России // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2020. № 2 (44). С. 22–28.

Барыков А.М., Степанов П.П., Ильинский В.И. и др. Развитие технологий производства проката для труб с повышенной деформационной способностью // Металлург. 2019. № 11. С. 61–71.

Leblond B, Devaux J. A new kinetic model for anisothermal metallurgical transformations in steels including effect of austenite grain size. Acta Metall. 1984; 32(1): 137–146.

Chastukhin AV, Ringinen DA, Khadeev GE, Efron LI. Evolution of austenite microstructure at slabs heating of Nb-microalloyed pipe steels. Metallurgist [Metallurg]. 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)

Kostryzhev AG. Bauschinger effect in Nb and V microalloyed line pipe steels. PhD thesis. University of Birmingham; 2009.

Brown LM. Orowan’s explanation of the Bauschinger effect. Scr. Metall. 1977; 11(2): 127–131.

Khadeev G, Ringinen D, Efron L. Effect of multistage deformation during the pipe processing on mechanical properties of steels strength grade X70–X80. Key Eng. Mater. 2016; 716: 957–962.

Efron LI. Physical Metallurgy in Big Metallurgy. Pipe Steels. Moscow: Metallurgizdat; 2012. (In Russian)

Chastukhin AV, Ringinen DA, Khadeev GE, Astafev DS, Efron LI. Metallurgy process simulation: the basis for developing new product types and technologies. In: Barykov AM (ed.) Development of Steel, Rolled Product, and Pipes at Vyksa Production Site. Moscow: Metallurgizdat; 2016. p. 73–117. (In Russian)

Zharkov SV, Stepanov PP, Karkhin VA. Laboratory evaluation of weldability of high strength tube steels. Heavy Mechanical Engineering [Tyazheloe mashinostroenie]. 2019; (11–12): 23–26. (In Russian)

Nedzvetskiy MYu, Arabey AB, Mentyukov KYu, Sakharov MS, Smelov AI, Stepanov PP, et al. Commercial production of the large-diameter K80 (X100) grade pipes in Russia. Gas Science Bulletin [Vesti gazovoy nauki]. 2020; 44(2): 22–28. (In Russian)

Barykov AM, Stepanov PP, Il'inskii VI, Golovin SV, Chervonnyi AV, Efron LI, et al. Development of production technology of steel plates for highdeformable linepipes. Metallurgist. 2019; (11): 61–71. (In Russian)

Перевод выполнен Moscow Translation Agency