Материал: Трубы нефтяного сортамента

Таблица 16.2

Механические свойства сталей

• Сталь V - J 50 стандартом не предусмотрена.

мой овальности до 0,005 (0,5%), отклонений толщины стенки до

-10%, а также тщательной термообработкой для получения одно­

родной структуры материала трубы. Механичеlские свойства стали

S:M-I10T фирмы «Сумитомо» соответ,ствуют группе прочности

Р-I10, а сталь SM-95T отличается от группы прочности С-95 увели­ чением наименьшего .предела прочности.Що 760 МПа.

Для районов с холодными климатическими условиями некото­

рые фирмы предлагают трубы с хорошей ударной вязкостью при

низких температурах, например трубы LT-95, LT-I10, LT-125 фирмы

«Ниппон Кокан». .

Для работы в сероводородсодержащей среде изготовляются

трубы различных групп прочности с наименьшим пределом текуче-

-сти до 655 мпа, отличающиеся от предусмотренных стандартом

5АС АНИ повышенной стойкостью к растрескиванию под напря­ жением при высоком содержании сероводорода. Улучшение стойко­

сти к растрескиванию достигают соответствующим подбором ста­

ли и соблюдением минимальных отклонений от заданного химиче­

ского состава и, что особенно важно, получением после термообра­

ботки полностью однородной структуры. Обычно в этих случаях

применяют хромомолибденовую сталь, соответствующую примерно

марке стали S АЕ4130 (углерод ,....,0,30%, хром""" 1%, молибден

. ,...., 0,4 %), а для труб с толщиной стенки более 30 мм - марке стали

S АЕ 4147 с повышенным до ,....,0,47% содержанием углерода. Тер­

мообработка состоит из закалки в воде (для толстостенных - в масле) и высокотемпературного отпуска для получения строго од­ нородной структуры из отпущенного мартенсита с минимальными

разбросами твердости по всему телу трубы (не более 6 HRC).

С целью получения равномерной скорости охлаждения при за­

калке применяют приспособления для прокачивания охлаждаю­

щей жидкости внутри трубы. Для нагрева используют печи с точ­ ностью регулирования температуры дО +50 С.

Фирма «Сумитомо» рекомендует для эксплуатации в средах

где парциальное давление сероводорода более 0,0003 МПа, трубы

З06

95SS. Твердость этих сталей не должна превышать соответствен­ но 23, 24 и 25 HR.C. Отпуск этих труб проводится при температу­

ре не ниже 6490 С, а твердость контролируется по всему сечению

колец, отрезанных с обеих сторон каждой трубы.

Для работы в среде углекислого газа (парциальное давление

более 0,02 МПа) рекомендуется применять трубы из высокохро­

мистой стали обычно с содержанием хрома 12-14 %, углерода

0,18-0,22 %. в зависимости от режим,ОВ термообработки, состоя­

щей из нормализации или закалки и отпуска, механические свой­

ства высокохромистой стали могут соответствовать группам проч­

ности С-75, L-80, С-95 или Р-110.

ДЛЯ самых неблагоприятных условий, сочетающих крайне

агрессивные среды с высоким содержанием сероводорода, угле­

кислого газа, ионов хлора, а также большие давления и нагрузки, действующие на трубы, применяют хромоникельмолибденовые

сплавы, содержащие до 20-25% хрома до 25-35% никеля, до 6%

молибдена. Прочностные показатели труб из этих сплавов могут соответствовать Р-110 или даже более высокой группе прочности.

В табл. 16.2 приведены механические свойства сталей в соот­

ветствии со стандартами АНИ.

Предел текучести определяется как напряжение, требующееся

для создания относительного удлинения, равного 0,5\% для сталей

групп прочности от Н-40 дО С-95 включительно, 0,6% для группы

прочности Р-11О \и 0,7% для группы прочности V-150. Твердость

'труб и муфт группы прочности L-80 не должна быть более 23 HR.C. Наименьшее относительное удлинение на длине 50,8 мм при

So~4,85 см2 рассчитывают по формуле

SO,2

{) = 4886 _ 0 _

(}'0,9

в

где S - площадь поперечного сечения образца, см2 ; О'в - наимень­

ший предел прочности при растяжении, МПа. При S(}>4,85 см2

удлинение принимается таким же, как и для So=4,85 см2•

Испытанию на растяжение подвергают образцы с полным по­

перечным сечением трубы или образцы шириной около 38 мм, вы­

резанные из трубы в продольном направлении. Если нет специаль­

ных изогнутых захватов, то для труб диаметром 193,7 мм и менее

испытания должны проводиться на образцах шириной 25,4 мм.

Испытанию на сплющивание подвергаются электросварные трубы. Испытания проводятся на образцах, вырезанных из труб

с шириной кольца ~ менее 63,5 мм. Не допускается появление

трещин при сплющивании образца по диаметру до величин, ука­ занных в табл. 16.3.

Допуск на наружный диаметр трубы +0,75%, отклонения на­

ружного диаметра на концах труб должны удовлетворять требо­ ваниям, ограничивающим число витков с черновинами по верши-

307

Таблица 16.3

Расстояние между параллельными плоскостями при сплющивании

1ШМ резьбы. Допуск на толщину стенки -12,5 %, допускаемые отклонения массы партии труб (не менее 18,1 т) -1,75%, а для

отдельной трубы ~~:~ %. Внутренний диаметр труб проверяется

цилиндрической оправкой. Длина оправки для труб диаметром

219,1 мм и менее равна 152 мм, а для труб остальных диамет­ РОВ---,- 305 мм. Диаметр оправки должен быть меньше номиналь­ ного внутреннего диаметра трубы на 3,2 мм для труб диаметром 219,1 мм и менее, на 4 мм для труб диаметром от 244,5 и до 339,7 мм

и на 4,8 мм для труб диаметром 406,4 мм и более.

Все трубы из стали группы прочности Р-110 подвергаются не­

разрушающему методу контроля: ульразвуковому, электромагнит­

ному или с помощью магнитных порошков. Трубы из сталей ос­ тальных, более низких групп прочности проверяют по требованию заказчика. у электросварных труб проводится обязательная про­

верка шва по всей длине ультразвуковым или электромагнитным

Обсадные трубы изготовляют трех размеров длин:

1) 4,9-7,6 м, причем в партии должно быть не менее 95% труб

длиной не менее 5,5 м и отличающихся по длине не более чем на

1,8 м;

2) 7,6-10,4 м, причем в ,партии должно быть не менее 95 %

труб длиной не менее 8,5 и отличающихся по длине не более чем на 1,5 м;

3) 10,4-14,6 м, причем в партии должно быть не менее 95 %

Все трубы на заводе подвергаются испытанию внутренним гид­

равлическим давлением. Испытательное давление для труб рас­ считывают по формуле

р = 0,8 атmiп ~ ,

D

308

где О"Ттin - наименьший предел текучести материала трубы; s/D - отношение толщины стенки к наружному диаметру трубы.

Если нет специальной договоренности между потребителем и

изготовителем, то верхний предел испытательного давления для

труб из сталей всех групп прочности, кроме Н-40, J-55 и К-55

ограничивается 69 МПа, а для труб из сталей групп прочности

Н-40, J-55 и К-55 - 20,7 МПа. При этом для труб из сталей Н-40

J-55 и К-55 наружным диаметром 273 мм и более испытательное давление подсчитывают по формуле

ча~в, когда давление ограничивается телом муфты. Для этих сое­

динений испытательное давление определяют по формуле

ивнутренние давления, растягивающие усилия, рассчитанные для

гладкой трубы. В табл. 16.4 включены также некоторые группы

прочности и толщины стенок, не предусмотренные стандартами

АНИ (трубы фирмы «Сумитомо» из сталей SM-95T и SM-II0T).

Наименьшие сминающие давления рассчитываются в зависи­ мости от отношения наружного диаметра трубы к толщине стен­

ки (D/s) по различным -формулам, приведенным в табл. 16.5-16.8.

В расчетных формулах приняты следующие обозначения: Рем­ наименьшее сминающее давление, МПа, й - номинальный наруж­

представляет собой формулу Ламе. Последующие две эмпирические формулы выведены на основании свыше 2000 испытаний. Послед­ няя формула для определения давлений в случае упругого смятия выведена из уравнения упругой кривой при модуле упругости, рав­ ном 2,069 ·105 МПА, и коэффициенте Пуассона 0,3.

Коэффициент запаса прочности на сопротивляемость смятию

обычно принимается равным 1,125. При расчете на смятие учиты­

вается уменьшение сопротивляемости смятию при одновременном

стенки.

309

310