13.
новые технопогии
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ
Е. ФАДЕЕВ, ООО «НПО «Завод стеклопластиковых труб»
ностям его оборудования. Многие используют в работе станки, применявшиеся ранее для нужд военно-промышленного комплекса, и это одна из основных причин, связанных с авариями на стеклопластиковых трубопроводах. По нашему мнению, проводить аналогию между корпусом ракеты и стеклопластиковой трубой абсолютно неправильно, поскольку они несут себе разные функции.
Наше предприятие выпускает стек-лопластиковые трубы и детали трубопроводов на оборудовании и по технологии, рекомендованной фирмой EnTec (США), одного из крупнейших мировых производителей оборудования. Кроме того, при разработке конструкции и технологии использовалась техническая документация, предоставленная ведущими мировыми производителями, Future pipe и Ameron. Были использованы международные стандарты ISO, а также стандарт Американского нефтяного института API. Стеклопластиковые трубы и детали трубопроводов изготавливаются методом «мокрой» намотки стеклоровинга на формовочные оправки, пропитанного термореактивной полимерной композицией (эпоксидная смола и отвердитель) с их последующим отверждение в вул-канизационной печи.
Для производства стеклопластико-вых труб и соединений мы используем сырье только западных производителей,
нитью.
Основные преимущества стеклопластиковых труб заключаются в следующем:
• высокая удельная прочность (в четыре раза выше, чем у стали);
• высокая стойкость к средам, обычным для нефтяных месторождений;
• меньшее, по крайней мере, на 25% гидравлическое сопротивление;
• малое старение материала (для труб на основе эпоксидных связующих — 10% за 50 лет);
• возможность проектирования и изготовления труб с заранее заданными свойствами.
• малый удельный вес (в четыре раза ниже, чем у стали) и, как следствие, удобство монтажа, низкая стоимость СМР;
Большие экономические потери от аварий, а также ущерб, наносимый окружающей среде, вызвали необходимость поиска методов защиты от коррозии. К примеру, широко применяются металлопластиковые трубы, позволяющие значительно увеличить срок службы трубопроводных систем, но, к сожалению, не решающие проблему кардинально.
Наиболее эффективным путем борьбы с коррозией является замена металлических труб на неметаллические. Опыт ведущих зарубежных фирм показал, что наиболее перспективным материалом для изготовления неметаллических труб является стеклопластик, т. е. связующее вещество, реак-топласт, армированное стеклянной
Основной недостаток СП труб — их высокая стоимость — также уходит в историю в связи со значительным удорожанием металла с одной стороны и удешевлением стекловолокна, основного (до 80%) материала для производства труб, — c другой. Сегодня цены в значительной степени уровнялись, а после антикоррозионного покрытия металлические трубы во многих случаях становятся дороже стеклопластиковых.
Использование стеклопластиковых труб и деталей трубопроводов позволит значительно увеличит надежность трубопроводных систем, увеличить срок их службы, улучшить условия труда и охрану окружающей среды.
В настоящее время в России появилось много предприятий, производящих стеклопластиковые трубы. Надо отметить, что и внутри класса стеклопластиков как материала есть существенные различия по физико-механическим свойствам, порой не всегда соответствующим требованиям, заложенным в международных стандартах ISO, а также стандарте Американского нефтяного института API, работающих в этом направлении более тридцати лет. В нашей стране пока нет документа, регулирующего единые требования к стеклопластико-вым трубам и соединениям, поэтому производитель зачастую сам устанавливает требования, соответствующие его техническим условиям и возмож-
новые технопогии
Ж
которое проходит жесткий входной лабораторный контроль на нашем заводе. Отказ от российского сырья объясняется тем, что производители не могут обеспечить стабильного качества выпускаемой ими продукции. В настоящее время на рынке сырья существует большой спектр эпоксидных смол, от-вердителей, стеклоровинга и т. д., но основная проблема — выбор оптимальных по свойствам материалов, подходящих для производства стек-лопластиковых труб и соединений. Правильно подобранная композиция и хорошо сбалансированная технология — основополагающая успешной работы каждого производителя. Поэтому к выбору материалов для изготовления стеклопластиковых труб и соединений мы подходим с особой тщательностью и осторожностью.
Самое главное в работе с заказчиком — определиться, что он желает получить. Для этого мы собираем максимум информации о том, где и как будут использоваться наши трубы. На основании этих данных и начинается работа.
■ Выбор матрицы из эпоксидной смолы и отвердителя. В зависимости от транспортируемой среды, температуры, давления могут быть применены отвердители ангидридного, алифатического и ароматического ряда. Исходя из наших исследований и рекомендаций западных компаний мы можем с уверенностью говорить, что матрица с ароматическим отвердите-лем не может быть использована для труб и соединений, у которых номинальное давление превышает 17,0 МПа. При этом рабочая температура данной матрицы доходит до 105° С. Матрица, состоящая из эпоксидной смолы отвер-жденной алифатическими аминными отвердителями, позволяет изготавливать продукцию с номинальным давлением до 27 МПа, но с рабочей температурой, не превышающей 95° С. Матрицы, в которых используется ангидридные отвердители, обеспечивают высокую химическую стойкость
к кислотам, но рабочая температура в этом случае не превышает 65° С.
■ Выбор армирующего материала также очень важен. Основная проблема всех армированных пластиков — межфазное взаимодействие. Обеспечить хорошую адгезию между фазой матрицы и фазой армирующего материала — основная задача производителя при подборе материалов.
■ Подбор схемы намотки труб под технические требования заказчика, но в строгом соответств и с техническими условиями. Как сказано ранее, наши ТУ составлялись в соответствии с требованиями ISO, API, которые гласят, что коэффициент потери герметичности трубы и соединения не должен быть менее 2,3 от рабочего давления для нефтепромысловых труб и менее 2,7 для труб насосно-ком-прессорных и обсадных колонн.
Стеклопластиковые трубы изготавливаются длиной 9140 мм (30 футов). Их соединение — раструбное резьбовое «ниппель-муфта» с резьбой EUE 8rd API Long соответствует требованиям API 5B. Резьба соответствует размерам и профилю треугольной резьбы металлических насосно-компрессорных и обсадных труб с шагом 8 ниток на дюйм (ГОСТ 632-80 «Трубы обсадные
и муфты к ним» и ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним»). Основное отличие заключается в том, что общая длина резьбы стеклопластиковых труб больше, чем у аналогичных металлических. Наше предприятие обеспечивает жесткий контроль над качеством труб, фитингов и резьбовых соединений, исполнения и взаимозаменяемостью. Трубы и соединения каждой партии подвергаются, в зависимости от типа труб заводским приемосдаточным гидростатическим испытаниям внутренним давлением, в полтора раза превышающим номинальное. Наше оборудование также позволяет проводить гидростатические испытания внутренним давлением и осевым растяжением одновременно, что дает возможность испытаний насосно-ком-прессорных и обсадных труб в исследованиях, приближенных к эксплуатационным.
Трубы и прочие компоненты трубопроводов изготавливаются в диапазоне давлений от 3,5 до 27,0 МПа с шагом приблизительно 3,5 МПа. По проходному сечению и номинальным давлениям они приближены к металлическим, используемым при обустройстве месторождений. Наше предприятие изготавливает стеклопластиковые насосно-компрессорные трубы, которые считаются наиболее сложными в производстве. В работе они подвержены не только внутреннему давлению, но и осевому растяжению и испытывают высокие нагрузки на резьбовые соединения. На данный момент в ОАО «Татнефть» успешно эксплуатируются около двухсот подвесок насосно-компрессор-ных труб (рабочее давление 10 МПа) с условным внутренним диаметром 62 мм, некоторые — уже более трех лет на скважинах с пакерами и безпакерных скважинах.
Наша позиция основана на двух основных требованиях: высокое качество продукции и конкурентоспособная цена по отношению к металлопласти-ковым и стеклопластиковым трубам других производителей.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.