От редакции:
Технологии правят миром — эту истину все знают и легко произносят, совсем не задумываясь, что подразумевается под пресловутыми «современными технологиями». Если коротко, мы считаем, что это понятие обозначает комплекс действий, совокупным результатом которых является повышение качества выходного продукта, будь то простая игрушка или сложное изделие, такое, например, как шаровой кран. В отрасль арматуростроения за последние годы пришло много качественных технологий, способных вывести изготовление трубопроводной арматуры на качественно новый уровень. Именно подобным технологиям мы стараемся уделять как можно больше внимания на страницах журнала.
Поэтому первый очерк четвертого номера «Вестника арматуростроителя» мы решили посвятить опыту зарубежных арматуростроителей, а именно — известной во всем мире компании JC Valves, о которой мы писали в 1 и 2 номерах журнала. Испанский производитель трубопроводной арматуры группа компаний JC-TTV провел масштабную модернизацию, усовершенствовав сварочные аппараты таким образом, чтобы они были макисмально приспособлены для процесса плакирования. Инвестиции в размере полумиллиона евро позволили приобрести новое оборудование для нанесения плакирующего слоя на разные материалы. Однако по каким же соображениям компания, уже выпускающая качественную продукцию, решила вложиться в высокотехнологичные аппараты для данного вида сварки? Рассмотрим подход JC Valves подробнее.
Плакирование сваркой — это процесс нанесения толстого слоя другого материала с помощью сварочных аппаратов. Плакирование часто применяется в нефтегазовой отрасли наряду с коррозионно-стойкими сплавами для предупреждения коррозии основного материала — углеродистой или нержавеющей стали.
Коррозия нефтегазового оборудования обусловлена присутствием сероводорода (H2S), углекислого газа (CO2) и хлоридов в соленой воде, содержащейся в нефти и газе. В сернистой сырой нефти данные коррозионно-активные вещества наблюдаются в больших концентрациях. Коррозионная активность возрастает по мере роста давления и температуры. Для предупреждения коррозии в формах сероводородного растрескивания, точечной коррозии и щелевой коррозии для поверхностей, контактирующих с сырой нефтью, обычно используют коррозионно-стойкие материалы. Подобные материалы представляют собой дорогие сплавы, такие как инконель 625, супердуплекс, монель, хастеллой. Их применение оправдано тем, что за счет своих химических свойств они блокируют ионы водорода и другие ускорители коррозии.
Целесообразность нанесения плакирующего слоя на смачиваемые элементы арматуры
Даже один кран, целиком состоящий из монеля или хастеллоя, существенно скажется на бюджете проекта, поскольку эти коррозионно-стойкие материалы стоят очень дорого. Однако благодаря технологиям плакирования в качестве основного материала можно использовать углеродистую сталь, нанеся на нее слой из дорогого металла, который защитит внутренний материал от коррозии. Такой метод традиционно применяется в углеводородной отрасли для защиты трубопроводов, а в настоящее время становится все популярнее при производстве трубопроводной арматуры как способ снижения ее стоимости.
Способы нанесения плакирующего слоя
Для нанесения плакирующего слоя применяются различные способы дуговой сварки. В числе распространенных методов числятся ручная дуговая сварка металлическим электродом, сварка под флюсом как стержневым, так и ленточным электродом, сварка стальным электродом в среде инертного или активного газа, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (как с токоведущей, так и с нетоковедущей присадочной проволокой). В процессе ручной дуговой сварки и сварки под флюсом коррозионно-стойкая присадочная проволока, являющаяся расходным материалом, подается под сварочной дугой в зону расплавленного металла в защитной атмосфере инертного газа. При увеличении скорости подачи проволоки увеличивается скорость осаждения, соответственно, выделяется больше тепла, под воздействием которого расплавленный металл проникает глубоко в основной металл. Во время проникновения в основной металл в защитном металле растворяется железо,что отрицательно сказывается на свойствах коррозионно-стойкого слоя. Сварка стальным электродом в газовой среде с переносом металла короткими замыканиями позволяет сократить растворение железа и нагрев, однако она известна дефектами в виде непровара между защитным и основным металлом. При обычной сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа вся необходимая для нагрева и расплавления присадочной проволоки энергия поступает от сварочной дуги, соответственно, скорость осаждения металла ограничивается скоростью нагрева и расплавления. В процессе сварки стальным электродом в среде инертного газа электрическая дуга формируется в инертной атмосфере между постоянно подаваемым присадочным электродом и рабочей поверхностью, при этом, в отличие от сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, текущую скорость и скорость осаждения невозможно контролировать по отдельности.
Испекция сварного шва
Какой бы совершенной ни была технология нанесения плакирующего слоя, вся ее эффективность сводится к нулю, если неразрушающий контроль не позволил выявить дефекты или не обеспечил правильной интерпретации характеристик плакированного материала. Например, в рамках ультразвукового контроля неровные линии соединения металлов часто неправильно рассматриваются как дефекты, вместе с тем затруднено обнаружение нюансов зоны сплавления между разнородными металлами при очень тонком слое защитного и толстом слое основного металла.
Капиллярная дефектоскопия предусматривает обнаружение дефектов по цветным пятнам, образующимся в результате проникновения красителей. Дефекты, которые не были выявлены посредством ультразвуковой дефектоскопии либо являются слишком крупными, чтобы удерживать красящую жидкость при проведении капиллярной дефектоскопии, теперь можно обнаружить с помощью инструментов для составления карты профиля.
Стремясь удовлетворить растущий спрос на технологии плакирования, компания JC Valves вкладывается в дополнительные современные мощности для плакирования сваркой, что позволяет поставлять шаровые краны с плакировкой в короткие сроки. Мы применяем сварку для нанесения обширного ряда защитных материалов на различные основные металлы, расширяя таким образом сферу применения и добиваясь соответствия самым строгим требованиям.
Компания JC Valves уже поставила 130 шаровых кранов с плакированием сваркой, выполненным по новейшим технологиям. В качестве основного материала кранов использовалась углеродистая сталь, на которую был нанесен слой материала инконель 625. Краны размером 6 дюймов, классом 1500 предназначались для ADCO — широко известной нефтехимической компании Ближнего Востока. Мы смогли поставить все краны в рекордные сроки — 18 недель, включая все испытания и разрушающий контроль.
