Трубы будут служить намного дольше
Новую сталь «Северкор» для промысловых нефтепроводов создали материаловеды НИТУ МИСиС совместно с компанией «Северсталь». Повышение коррозионной стойкости позволит резко снизить экологические риски нефтедобычи и повысить ее эффективность. Первая тестовая труба из разработанного стального проката прошла годовое испытание на Кокуйском нефтегазовом месторождении «ЛУКойла» в Пермском крае. В октябре 2019 года компания представила экспертное заключение, подтвердившее уникальную стойкость промысловых труб из проката «Северкор» к агрессивной среде транспортируемой сырой нефти и солевых растворов. Проект был выполнен при поддержке Минобрнауки РФ в рамках нацпроекта «Наука» и конкурса на создание высокотехнологичных производств, сообщает пресс-служба НИТУ МИСиС.
Необходимость разработки новой марки стали вызвана сложными условиями нефтедобычи на отечественных месторождениях. Действующие нефтепромысловые трубы работают в постоянном контакте с коррозионно-активной водоэмульсионной смесью нефти и концентрированных солевых растворов. Результатом становится короткий срок их эксплуатации (около двух лет) и непрогнозируемые аварии, которые часто сопровождаются загрязнением обширных территорий.
Ученые предложили инновационную технологию производства на широкополосном стане-2000 рулонного проката для изготовления коррозионно-стойких прямошовных промысловых труб с улучшенными механическими характеристиками. Использование стали «Северкор» позволит существенно снизить экологические риски и эксплуатационные затраты при добыче нефти, в том числе на труднодоступных месторождениях Западной Сибири, где ремонт и замена труб осложнены условиями их доставки, а агрессивный состав углеводородного сырья обусловливает повышенный уровень коррозионного износа.
На одном из таких месторождений и состоялось промышленное испытание новой стали в «боевых» условиях. Труба, изготовленная из разработанного проката, эксплуатировалась на протяжении года в составе байпасной линии водовода Кокуйского месторождения в районе города Кунгур. По окончании тестового периода эксперты отдела защиты от коррозии по проектам «ЛУКойл-Пермь» провели исследование химического состава и структурного состояния металла трубы, по которой подавалась так называемая подтоварная жидкость — смесь первичной сырой нефти с сильноагрессивной сероводородосодержащей водой.
Скорость коррозии в трубе из новой стали составила всего 0,008 мм в год, то есть глубина «коррозионных язв» от воздействия коррозионно-активной жидкости на металл оказалась меньше поверхностных дефектов прокатного производства. В будущем планируется выдавать гарантию как минимум на двукратное увеличение срока эксплуатации труб, произведенных по новой технологии, — с двух до четырех лет.
«После годовой работы в условиях нефтепромысла труба не получила заметного износа. Разработанная совместно с ПАО “Северсталь” технология производства проката для изготовления прямошовных нефтепромысловых труб обеспечила реальное повышение их коррозионной стойкости, — рассказал один из разработчиков проекта, руководитель лаборатории “Гибридные наноструктурные материалы” НИТУ МИСиС Александр Комиссаров. — Такой результат получен благодаря использованию принципиально новых схем легирования (добавления в состав материалов специальных компонентов для улучшения свойств основного материала) и разработанных режимов выплавки и прокатки, обеспечивающих необходимый структурно-фазовый состав стали при производстве рулонного проката. В целом полученные результаты подчеркивают эффективность ориентации научных разработок НИТУ МИСиС на решение прикладных задач отечественного промышленного производства в кооперации с ведущими металлургическими предприятиями».
Ученым научной группы проекта удалось рассчитать условия комплексного микролегирования расплава стали такими элементами, как хром, медь и никель, чтобы получить необходимые свойства. Введение этих металлов в жидкую сталь позволило регулировать состав и содержание коррозионно-активных неметаллических включений, тем самым уменьшая их негативное влияние на ее свойства.
По мнению разработчиков, использование для изготовления нефтепромысловых труб стального проката, полученного по новой технологии МИСиС, адаптированной к производственным условиям «Северстали», позволит существенно снизить как эксплуатационные затраты, так и экологические риски нефтедобычи. Кроме того, изготовление труб сварным способом (а не бесшовным, например) поможет снизить их стоимость и повысить эффективность нефтедобычи.
По словам Александра Комиссарова, технология весьма конкурентоспособна по мировым меркам. По результатам разработки уже получено три патента РФ и направлена заявка на получение международного патента.