Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия

А. С. Алещенко, заведующий кафедрой обработки металлов давлением (ОМД), доцент, канд. техн. наук, эл. почта: aleschenko.as@misis.ru

Ю. В. Гамин, доцент кафедры ОМД, канд. техн. наук, эл. почта: y.gamin@mail.ru
В. В. Ющук, аспирант лаборатории гибридных наноструктурных материалов

Д. А. Злобин, инженер кафедры ОМД

Выксунский завод ОМК, Выкса, Россия
А. В. Мунтин, директор Инженерно-технологического центра, канд. техн. наук, эл. почта: muntin_av@omk.ru

Разработаны технологические режимы деформации (винтовой прошивки и продольной прокатки) и термической обработки (закалки и отпуска), которые реализовали на практике с применением комплекса технологического оборудования производственной площадки НИТУ МИСИС. Полученные результаты легли в основу технологии получения бесшовных горячекатаных труб из экономно-легированных сталей 10ХБ и 15ХФ класса прочности К52, внедренной на ТПА 73-273. Получены деформированные образцы на производственной площадке НИТУ МИСИС и готовая трубная продукция из сталей 10ХБ, 15ХФ на ТПА 73-273, и выявлена высокая сходимость их механических свойств, регламентированных для класса прочности К52. Предложенная концепция позволяет на практике реализовать производство бесшовных труб из новых марок сталей на лабораторной площадке НИТУ МИСИС с максимальным соответствием промышленным условиям. По результатам проведенной работы установлено, что предложенные марки сталей можно использовать в качестве материала для получения бесшовных труб повышенной коррозионной стойкости, применяемых в осложненных нефтепромысловых условиях. Использованный комплекс оборудования НИТУ МИСИС позволяет реализовать технологическую схему производства бесшовных труб на ТПА с непрерывным станом продольной раскатки в допустимом диапазоне контролируемых режимов. Состав оборудования обладает технологической гибкостью и дает возможность осуществить физическое моделирование процесса деформации и термообработки, а также оперативной проверки соответствия продукции требуемым нормам.

Работа выполнена в рамках комплексного проекта по теме «Разработка и внедрение комплексных технологий производства бесшовных труб из сталей нового поколения с управляемой коррозионной стойкостью при осложненных условиях эксплуатации для топливно-энергетического комплекса Российской Федерации» в рамках Соглашения № 075-11-2023-011 от 10.02.2023 г. по Постановлению Правительства РФ № 218 от 09.04.2010 г.

1. Тарнавский В. Куда ведет стальная труба? // Металлоснабжение и сбыт. 2024. № 5. С. 94–100.
2. Игнатенко Т. Карта трубного рынка меняется // Металлоснабжение и сбыт. 2023. № 6. С. 26–52.
3. Науменко В. В., Мунтин А. В., Мурсенков Е. С., Ковтунов С. В. Обеспечение стойкости против водородного растрескивания труб, сваренных токами высокой частоты из конструкционной стали // Черные металлы. 2021. № 6. С. 32–37.
4. Науменко В. В., Мунтин А. В., Баранова О. А., Сметанин К. С. Исследование влияния термической обработки на механические и стойкость к растрескиванию в среде сероводорода конструкционной стали // Черные металлы. 2020. № 6. С. 56–61.

5. Филиппов А. Г., Ерехинский Б. А., Крылов П. В., Попов К. А. Применение высокотехнологичных бесшовных нарезных труб для решения текущих и перспективных задач добычи газа в ПАО «Газпром» // Территория Нефтегаз. 2018. С. 51–57.
6. Красиков А. В. Основы технологии прокатки товарных труб специального назначения из труднодеформируемых марок стали на агрегатах с непрерывными станами с контролируемо-перемещаемой оправкой // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2023. Т. 23. № 2. С. 14–22.
7. Romantsev B. A., Goncharuk A. V., Aleshchenko A. S. et al. Improving the regimes used for hot-rolling tubes on mini tube-production unit 70–270 // Metallurgist. 2015. Vol. 59. P. 386–389. DOI: 10.1007/s11015-015-0114-5
8. Yuan G., Zhang R., Zhang Y., Kang J. et al. Heat transfer characteristics of a hot-rolled seamless steel tube during a controlled cooling process // Steel Research. 2023. Vol. 94. P. 1–11.
9. Korol’ A. V., Zvonarev D. Yu., Kuryatnikov A. V., Khudyakov N. K. et al. Mandrel life in Disher piercing mill // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 2. P. 143–146. DOI: 10.3103/S0967091211020100
10. Korsakov A. A., Mikhalkin D. V., Krasikov A. V. et al. Study of wear resistance of mandrels upon piercing workpieces made of steel 20Kh13 // Steel in Translation. 2023. Vol. 53. P. 1005–1011. DOI: 10.3103/S096709122311013X
11. Romantsev B., Goncharuk A., Aleshchenko A. et al. Development of multipass skew rolling technology for stainless steel and alloy pipes’ production // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97. P. 3223–3230. DOI: 10.1007/s00170-018-2134-3
12. Галкин С. П., Романцев Б. А., Гончарук А. В., Фадеев М. А. Траекторно-скоростные условия процесса прошивки в станах винтовой прокатки // Производство проката. 2007. № 5. С. 19–26.
13. Lakiza V. A., Romancev B. A., Aleshchenko A. S. et al. Study of mandrel wear during billet piercing on the MISIS-130D screw rolling mill // Metallurgist. 2024. Vol. 67. P. 1745–1751. DOI: 10.1007/s11015-024-01670-0
14. Murillo-Marrodán A., Gamin Y., Kaputkina L., García E. et al. Microstructural and mechanical analysis of seamless pipes made of superaustenitic stainless steel using cross-roll piercing and elongation // Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2023. Vol. 7, Iss. 5. 185. DOI: 10.3390/jmmp7050185
15. Murillo-Marrodán A., García E., Barco J., Cortés F. Analysis of wall thickness eccentricity in the rotary tube piercing process using a strain correlated FE model // Metals. 2020. Vol. 10, Iss. 8. 1045. DOI: 10.3390/met10081045
16. Zhang Z., Liu D., Zhang R., Yang Y. et al. Experimental and numerical analysis of rotary tube piercing process for producing thick-walled tubes of nickel-base superalloy // J. Mater. Process. Technol. 2020. Vol. 279. 116557.
17. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.01.1986.
18. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Введ. 01.01.1979.