Введение к работе
Актуальность работы: После реформы в КНР стала быстро развиваться промышленность, что даже получило название "китайского чуда". При этом быстро раззнваюшаяся экономика требует соответственно развития промышленности, особенно нефтяной. Потребность в нефти быстро растет, а нехватка нефти стала препятствовать развитию экономики. В настоящее гремя в нашей стране ведется политика поиска новых нефтяных месторождений и активного импорта ресурсов.
Разработаны новые месторождения нефти и газа на северо-западе Китая. Крупные «еетсрождения разведаны в Синзянь-уйгурском автономном районе. Месторождение находится далеко от промышленного центра, поэтому транспортировка нефти в центр стала актуальным вопросом. Перспектива подписать крупное соглашение о транспортировке российского газа в КНР, лапее в Японию и Южную Корею, и строительство соответствующей трубопроводной системы тоже является Рехчькой. Здесь сварка и защита трубопроводов от коррозии являются одними из наиболее важных проблем.
Высокие требования, предъявляемые к долговечности и надежности эксплуатации трубопроводных систем, определяют необходимость обеспечения высокоэффективной антикоррозионной защиты труб si их сварных соединений. В настоящее время, в зависимости от природно-климзтнческих условий, до 40% аварий на трубопроводах связано с коррозионными разрушениями. Коррозия металлов наносит значительный ущерб экономике. Классификация по причинам аварий и отказов на магистральных нефтепроводах РФ за 9 месяцев 1996 года показала, что от брака кольцевых свзрочно-монтажных стыков происходит 37% аварий и 19% отказов, а от коррозионных повреждений происходит 25% аварий и 41% отказов. Практика показала, что на большинстве месторождений до 90% коррозионных разрушений трубопроводов приходится на сварные соединения — это сзязано с высокой электрохимической гетерогенностью последних локализаций напряжений, а иногда — с некачественным выполнением
шва. Очевидно, что сварка и защита от* коррозии трубопроводов являются важными факторами, которые определяют надеиаюсть трубопроводной системе.
Одним из наиболее эффективных способов антикоррозионной защиты труб является заводское нанесение антикоррозионных покрытий, в том числе эмалевых. Эмалевые трубопроводы находят широкое применение во многих отраслях промышленности.
Широкое распространение данного способа изоляции во многом ограничивает отсутствие на внутреннем рынке высокоэффективных технологий защиты внутренней поверхности сварных соединений, удовлетворяющих требованиям промышленного производства изоляции труб.
Сложность соответствия качества сварки эмалированных трубопроводов и защиты их сварных соединений в условиях производства нормативным требованиям определяется не только техническими, но и технологическими причи-нами.
Следует также отметать, что проблема сварки эмалированных трубопроводов является сложной еще и потому, что в настоящее время отсутствуют промышленные технологии, позволяющие одновременно обеспечивать хорошее качество сварного соединения и нормальную защитную способность эмалевых покрытий в зоне термического влияния (ЗТВ).
Таким образом, разработка технология сварки эмалированных трубопроводов и повышение коррозионной стойхости внутреннего сварного соединения, удовлетворяющей требованиям промышленного производства, является сложной и актуальной задачей.
Целые работы является разработка технологии сварки эмалированых трубопроводов, обеспечивающей высокую коррозионную стойкость сварного соединения при использованием внутренней протекторной защиты соединения. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: 1.— Изучение электрохимических, механических и коррозионных свойств сварного соединения стали Сталь 20 с внутренним протекторным слоем.
2.— Исследование реакции алюминиевого металлнзационного
покрытия на термический цикл сварки.
3.— Определение влияния агрессивных сред на коррозионные свойства сварного соединения и алюминиевого покрытия.
4.— Изучение влияния параметров протекторного слоя на срок службы протектора в конкретных условиях эксплуатации.
5.— Разработка технология по предотвращению коррозионных разрушений сварного соединения эмалированных трубопроводов с протекторным слоем для среды рН=б~8. Научная новизна:
— Дано обоснование возможности и условий применения протек-торного
алюминиевого покрытия для защиты внутренней зоны сварных соедішений
трубопроводов с эмалевым покрытием.
— Посредством исследования свариваемости Ст20 с алюминиевым
покрытию и реакции алюминиевого покрытия на термический цикл сварки
определены условия обеспечения высокого уровня свойств сварных соединений
и защитных свойств покрытия, которые заключаются в ограничении погонной
энергии сварки и применении специальной технологии нанесения протектора,
ограничивающего протекторное покрытие в корневой части соединений и
попадание протекторного материала в сварной шов. Показано, что
эффективность работы протектора и срок его службы зависят от
геометрических характеристик протекторного слоя.
Практическая ценность:
Исследована свариваемость эмалевых трубопроводов с внутренним алюминиевым протектором.
Исследовано влияние режимов сварки на коррозионные свойства алюминиевого покрытия в ЗТВ. Установлены зависимости защитных характеристик алюминиевого покрытия от параметров термического никла сварки.
Разработаны рекомендации но выбору размеров протекторного слоя в
Не-
зависимости от параметров термического цикла.
— Разработаны технические условия для катодной защиты внутренней поверхности эмалевых трубопроводов.
Апробация работы: Основные положения работы докладывались и обсуждались на: конференции для молодых ученых "Новые технологии в газовой промышленности", в Москве 1995г., Международном конгрессе "Защита 95", 1995 г, г. Москва, конференции "Проблемы и перспективы развития нефтегазового строительства", Москва, 1996г, конференции для молодых ученых "НоЕые технологии в газовой промышленности", г. Москва, ГАНГ, 1997г., журнале "Сварочное производство".
Объём и структура диссертации: диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной материал ипожен на страницах, включая рисунков и таблиц.