Строительные требования к трубам

ПОСТАВКУ ТРУБ ДЛЯ РОССИЙСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПОВСЕМЕСТНО ВЗЯЛИ НА СЕБЯ ЗАКАЗЧИКИ, ПОРУЧИВ ЭТУ ОПЕРАЦИЮ СНАБЖЕНЧЕСКИМ ОРГАНИЗАЦИЯМ. ТЕХНИЧЕСКОГО СМЫСЛА В ЭТОЙ СХЕМЕ НЕТ} ЧИСТО КОММЕРЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ, КОТОРАЯ ПРИВОДИТ К ПОВЫШЕНИЮ СТОИМОСТИ ПРОЕКТА, ВСЛЕДСТВИЕ ПОЭТАПНОГО УДОРОЖАНИЯ ТРУБЫ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЕЕ ОТ ОДНОГО ПОСРЕДНИКА К ДРУГОМУ. В ИТОГЕ СТРОИТЕЛИ ОКАЗАЛИСЬ ИСКЛЮЧЕНЫ ИЗ ПРОЦЕССОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ТРУБ, ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ТРУБНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

tt1

ОАО «Стройтрансгаз» проводит техническую работу с производителями труб в связи с тем, что выполняет крупные строительные программы за рубежом, где строители, как правило, являются заказчиками и поставщиками труб.

Однако на зарубежном строительном рынке отечественные трубные компании не присутствуют из-за чрезмерно высоких, неконкурентных цен. Основными поставщиками труб для ОАО «Стройтрансгаз» на внешнем рынке являются трубные заводы Китая, Индии, Турции, Германии, Греции. Высоким качеством обладают трубы китайского и немецкого производства.

Планируемые объемы работ ОАО «Стройтрансгаз» по строительству трубопроводов (ТАБЛИЦА 1) в 2007 т. увеличились по сравнению с 2006 г. более чем в 2 раза и составили 2484 км. Потребность в трубах — около 700 тыс. т. Эти цифры могут корректироваться в течение года в сторону увеличения, так как тендеры на строительство проводятся по мере готовности проектов. В частности, не подведены итоги тендеров в Саудовской Аравии с объемом строительства более 700 км, Финляндии и Индии с объемом более 200 км и т. д.

ТАБЛИЦА 1: программа ОАО «СТРОЙТРАНСГАЗ» ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБОПРОВОДОВ
В 2006 г. И 2007 г. (ПО СОСТОЯНИЮ НА 01.01.2007 Г.)

ОБЪЕКТЫ 2006 год2007 год
  Диаметр (мм) Протяженность (км) Диаметр (мм) Протяженность (км)
«СРТО—Торжок» 1420 340 - -
ВСТО 1020 100 1020-1220 420
«Ковыкта-Саянск» 120 40 120 336
«Ванкор-Пурпе» - - 820 155
Промысловые трубопроводы 300-500 150 300-500 248
Итого в России:   630   1161
Алжир (нефтепровод) 1220 270 1020 150
Сирия (газопровод) - - 1220 350
Индия (газопровод) 700-1200 200 100-1200 700
Греция (газопровод) 800 30 800 23
Саудовская Аравия (водовод) - -   100
Итого зарубежные объекты:   500   1323
Всего:   1130   2484

РОССИЙСКИЕ СТРОИТЕЛИ ТРУБОПРОВОДОВ В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ ВСЁ В БОЛЬШЕЙ СТЕПЕНИ ТЕРЯЮТ ДЕЛОВЫЕ СВЯЗИ С ПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ ТРУБ. УЩЕРБ НЕСУТ ОБЕ СТОРОНЫ: СТРОИТЕЛИ УТРАЧИВАЮТ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ В ОБЛАСТИ ТРУБНОГО ПРОИЗВОДСТВА (КАК НЕВОСТРЕБОВАННЫЕ), ТРУБНИКИ ЛИШАЮТСЯ ИНФОРМАЦИИ ОБ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ ТРУБ.

На российском рынке планируемый объем строительства составил 1160 км с ростом по отношению к предыдущему году в 1,8 раза. Характерным для программы 2007 г. является отсутствие такого заказчика, как ОАО «ГАЗПРОМ». Причина — сокращение инвестиций в новое строительство.

На зарубежных стройках основными заказчиками являются государственные компании. В Алжире — государственная компания «Санатрак», в Греции — «ДЭПА», в Индии — государственные компании Министерства нефти и т. д.

Районы, в которых ведет строительство ОАО «Стройтрансгаз» (ТАБЛИЦА 2), характеризуются сложными климатическими и гидрогеологическими условиями. Для российской программы характерными являются условия Крайнего Севера (913 км), в том числе 440 км вечной мерзлоты. Объемы строительства в условиях вечной мерзлоты с учетом скальных пород соизмеримы с максимально достигнутыми в советский период. В текущем году впервые предстоит строительство 155-километрового участка нефтепровода на опорах (полномасштабная надземная прокладка) — нефтепровод «Ванкор-Пурпе».

ТАБЛИЦА 2: климатические РАЙОНЫ И УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА Протяженность (км)% от общего объема
Крайний Север 913 37
Вечная мерзлота 442 18
Надземная прокладка (на опорах) 155 6,2
Южные районы (тропики, субтропики) 1300 52,3
Пустыни 500 20,1
Густонаселенные районы 400 16,1
Рисовые чеки 60 2,5
Водоемы для разведения рыбы, креветки 15 0,6
Горные условия 360 14,5

Зарубежные объекты строятся в основном в районах с жарким климатом, с температурой до +50 °С. Высокие температуры сопровождаются характерными для этих мест природными катаклизмами — песчаными бурями, сезонными дождями и т. д.

В Индии, в связи с высокой плотностью населения, трубопроводы проходят по территории деревень и поселков, пересекают рисовые чеки и искусственные водоемы.

Характерные условия строительства и эксплуатации трубопроводов должны учитываться в требованиях к используемым материалам, методам и технологиям строительства и, в первую очередь, к техническим требованиям применяемых труб.

ОБЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ к трубам можно сгруппировать в три группы показателей

КЛАСС ПРОЧНОСТИ

Этот показатель нам необходим на стадии тендера, т.е. на ранней стадии рассмотрения проекта. Класс прочности позволяет определить технологию сварки, применяемые сварочные материалы и оборудование, а также технические и экономические показатели работы с трубами. В последние годы проектировщики в целях экономии стали применять трубы класса прочности К60 (Х70) и К65 (Х80).

ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ РАЗМЕРАМ

Диаметр, толщины стенок и допуски к геометрическим размерам. Уровень допусков на трубы должен обеспечивать требования к сварному стыку. К сожалению, в настоящее время уровень допусков на геометрические параметры труб не обеспечивает качественную сборку стыка и применение современных автоматизированных методов сварки. Так, при внутритрубной диагностике газопровода «Починки-Изобильное» обнаружено 60 недопустимых дефектов по смещению кромок в зоне продольного заводского шва («домиков»). При строительстве использовались трубы ø1400 мм производства Волжского завода.

СТАБИЛЬНОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Необходимо исключить так называемые «выпады» — необоснованные отклонения по химическому составу, толщинам стенок и др.

В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ У ЗАКАЗЧИКОВ НЕТ СОГЛАСОВАННОЙ ПОЛИТИКИ В ТРЕБОВАНИЯХ К ТРУБАМ И ИХ КАЧЕСТВУ.

ОАО «ГАЗПРОМ» утвердил и ввел в действие в качестве стандарта организации «Инструкцию по применению стальных труб на объектах ОАО «ГАЗПРОМ». Это наиболее полный свод документов по отечественным и импортным трубам. Его можно было бы распространить на нефте- и продукто-проводы. Однако нефтяные компании и ОАО «АК «Транснефть» идут по пути разработки индивидуальных требований на каждый объект.

В связи с этим мы имеем большой разброс требований к трубам (ТАБЛИЦА 3). В таблице приведены требования к трубам для трубопроводов равного класса, разработанные различными организациями: «Флюор ДЭНИЕЛ», ВНИИГАЗ и ВНИИСТ. Трубопроводы строятся из труб равнозначного класса прочности диаметром 1020—1420 мм, рассчитанных на давление до 100 атмосфер. Но имеют катастрофическую разницу в ударной вязкости, особенно для сварного соединения. По нашему мнению, требование к ударной вязкости стыковых соединений на нефтепроводе ВСТО совершенно не обосновано.

ТАБЛИЦА 3: требования К ТРУБАМ В РАЗЛИЧНЫХ ТУ

НАИМЕНОВАНИЕ Нефтепроводная система КТКМагистральные газопроводы на давление до 100 атмНефтепроводная система ВСТО
Разработчик ТУ Флюор ДЭНИЕЛ ВНИИГАЗ ВНИИСТ («Трэнснефть»)
Диаметр (мм) 1100—1400 1020—1420 1020—1220
Класс прочности К-60 (X 70) К-60 (X 70), К-65 (X 80) К-60 (X 70), К-65 (X 80)
Ударная вязкость (Дж/см2):      
для тела трубы 39,2 49,0...58,8 78,4
для сварного соединения 29,4 39.2...39.2 62*
Отношение δT/δTB 0,85 0,85 0,85
Допуск по наружному диаметру (мм) ±2 ±1,6 ±1,6
Овальность(%) 1,0 0,6 0,8 для труб δ более 20 мм,
1 для труб δ более 20 мм,
Перпендикулярность (мм) 2 1,9

1,6

* допускаются выпады до 34 Дж/см2  

Сопротивление удару должно защитить трубопровод от хрупкого лавинного разрушения, но для жидкой среды масштабные разрушения в принципе не возможны. Кроме того, нефтепровод работает при положительной температуре, поэтому нормировать повышенную ударную вязкость при отрицательных температурах не корректно. Наконец, если допускаются минимальные выпады в 34 Дж/см2, зачем иметь среднюю ударную вязкость 62 Дж/см2? Достаточно 39—40, как это предусмотрено для более опасных газопроводов. (Ударная вязкость по API для стыков труб с прочностью Х80 составляет 27-32 Дж/см2 при t +20°C).

Большой разброс в требованиях по геометрии: по диаметру, овальности, перпендикулярности реза и др. Геометрия является следствием технического уровня заводского оборудования. Поэтому какие бы цифры заказчики ни писали — завод выдаст то, что он нормирует в своих ТУ. 

tt2

В последнее время складывается устойчивая тенденция увеличения пропускной способности трубопроводов за счет повышения давления перекачки. Особенно это касается газопроводов. Газопровод с Ямала, Северо-Евррпейский газопровод через Балтийское море, газопровод на Китай с условным названием «Алтай» — будут строиться на давление более 120 атмосфер.


Несмотря на то что сроки строительства и ввода газопроводов определены, технические условия на поставку труб для них не разработаны. Имеются лишь предварительные требования к трубам (ТАБЛИЦА 4), в которых:

  • предъявляются высокие требования к металлу труб по наличию вредных примесей (серы и фосфора) — их допустимое содержание на порядок меньше, чем в металле труб, применяемых на трубопроводах до 100 атмосфер;     
  • ужесточены требования к пластическим свойствам стали (соотношение δT/δB= 0,9, в действующих ТУ — 0,85);
  • увеличены показатели ударной вязкости: 150 Дж/см2 для основного металла и 59 Дж/см2 для сварного соединения. 
  • Указанные требования ставят серьезные технические проблемы для производителей труб.

ТАБЛИЦА 4: ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБАМ ДЛЯ ГАЗОПРОВОДОВ С ЯМАЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА, РАССЧИТАННЫХ НА ДАВЛЕНИЕ 120 АТМ

ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБАМ ДЛЯ ДАВЛЕНИЯ 11,8 МПа Показатели
Класс прочности К60, К65
Содержание (%);  
серы 0,005
фосфора 0,015
Соотношение δT/δB 0,90
Ударная вязкость по Шарли лри min температуре эксплуатации (Дж/см):  
основной металл 150
сварной шов 58,8
Доля вязкой составляющей в изломе (%) ≥85

Выполнение высоких требований по ударной вязкости, возможно, будет достигаться за счет понижения содержания углерода и соответственного обогащения ниобием. Микролегирование ниобия применялось в мировой практике при изготовлении высокопрочных труб с высокой вязкостью. При сварке таких труб возникнут проблемы у строителей. По крайней мере, потребуется длительный подготовительный период для разработки и аттестации технологии сварки труб, создания оборудования и оснастки для работы с ними.

НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ В РОССИЙСКОЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ ОТРАСЛИ НАЗРЕЛА НЕОБХОДИМОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЕДИНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ, ГАРМОНИЗИРОВАННОЙ С МЕЖДУНАРОДНЫМИ НОРМАМИ И СТАНДАРТАМИ, И В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ЭТО КАСАЕТСЯ ТРЕБОВАНИЙ К ТРУБАМ, ПРИЧЕМ В ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ОБЩИХ ПОДХОДОВ, ВЗВЕШЕННЫХ И ОБОСНОВАННЫХ, ДОЛЖНЫ БЫТЬ ВКЛЮЧЕНЫ ВСЕ УЧАСТНИКИ СООРУЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ — ЗАКАЗЧИКИ, ПРОЕКТИРОВЩИКИ, ПРОИЗВОДИТЕЛИ МАТЕРИАЛОВ И ОБОРУДОВАНИЯ, СТРОИТЕЛИ. НАШУ ОБЩУЮ ЗАДАЧУ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУБОПРОВОДНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ И РЕШАТЬ НУЖНО СООБЩА.