Стальные трубы ERW с прямым швом, прошедшие испытания на соответствие технологическим стандартам API 5L.

Стальные трубы ERW с прямым швомТрубы, соответствующие стандарту API 5L, благодаря строгому контролю технологического процесса и комплексной системе испытаний эксплуатационных характеристик, стали основными стальными трубами в области транспортировки нефти и газа. Надежность их технологических характеристик в основном отражается в следующих ключевых аспектах:

В сварных трубах ERW с прямым швом используется технология высокочастотного индукционного нагрева. Точный контроль градиента температуры сварки и давления экструзии обеспечивает металлургическое соединение между сварным швом и основным металлом. В качестве примера рассмотрим стальную трубу марки API 5L Gr.B PSL2. Параметры подводимой тепловой энергии необходимо контролировать в режиме реального времени во время сварки, чтобы поддерживать стабильную ширину зоны плавления в диапазоне 3-5 мм, избегая укрупнения зерен или дефектов неполного плавления, вызванных перегревом.

Для решения проблемы остаточных напряжений при сварке прямосварных стальных труб методом электросварки (ERW) в отрасли обычно применяется онлайн-обработка индукционным методом средней частоты. Этот процесс, благодаря точному контролю температуры нагрева (920-950℃) и времени выдержки (5-15 минут), гомогенизирует микроструктуру сварного шва и устраняет упрочненные фазы. Например, после применения комбинированного процесса нормализации и отпуска одна компания увеличила ударную вязкость по Шарпи своих прямосварных стальных труб методом электросварки при -20℃ с 40 Дж до 70 Дж, что соответствует потребностям транспортировки на полярных нефтегазовых месторождениях.

Стандарт API 5L предписывает 100% ультразвуковой контроль и рентгенографический контроль торцов стальных труб с прямым швом, сваренных методом электросварки. В качестве контрольных блоков используются канавки N10 (глубина 3,2 мм) или вертикальные сквозные отверстия диаметром 1,6 мм, при этом допустимый предел установлен на уровне 100% высоты волны, что позволяет точно выявлять внутренние дефекты размером более 0,5 мм. Для особых условий, таких как подводные трубопроводы, стандарт DNVOS-F101 дополнительно требует проведения дифракционного времяпролетного анализа TOFD для обеспечения отсутствия «слепых зон» по всему поперечному сечению сварного шва.

Каждая партия стальных труб должна пройти испытание на развальцовку (степень развальцовки 8%), испытание на сплющивание (сплющивание до 2/3 наружного диаметра) и гидравлическое испытание (поддержание давления в 1,5 раза выше расчетного в течение 10 секунд) для проверки запаса пластичности и несущей способности прямошовной стальной трубы, изготовленной методом электросварки. В качестве примера рассмотрим сталь марки X65M: измеренный предел текучести стабильно находится в диапазоне 450-480 МПа, а относительное удлинение при разрыве составляет ≥25%, что полностью соответствует требованиям стандарта API 5L для средне- и высокопрочной трубопроводной стали.