Снять напряжение с трубы

Журнал Энергоэффективность и Энергосбережение, №6/2012

В статье рассматриваются инновационные технологии снятия остаточных механических напряжений. Экономический эффект от внедрения на производстве данных методов очевиден, экономия электроэнергии колоссальная.

Алексей Летуновский, генеральный директор ООО «МАГНИТ плюс»

Виброобработка – энергоэффективный метод повышения надежности металлоконструкций.

В настоящее время протяженность линейной части магистральных трубопроводов в России составляет более 250 тыс. км. Их работу обеспечивают более 7 тыс. промышленных объектов, таких как компрессорные, распределительные, перекачивающие, перерабатывающие и др. Основные фонды трубопроводного транспорта, как и вся техносфера ТЭК, стареют: более 40 % протяженности магистральных трубопроводов отработали с выше 30 лет.

В связи с этим обеспечение безопасности магистральных нефтегазопроводов имеет значение, которое невозможно переоценить для энергетической и экономической безопасности страны. За состоянием трубопроводов и оборудования требуется постоянный повышенный контроль, необходимы значительные объемы капитального ремонта и реконструкции эксплуатируемых объектов. Разумеется, для решения данных задач требуется большое количество квалифицированных кадров и крупные финансовые затраты. И ситуация грозит усугублением. Что можно этому противопоставить?

Известно, что остаточные механические напряжения в металле являются одним из основных факторов развития дефектов, таких как питтинги, коррозионное растрескивание под напряжением (КРН), трещины, насыщение металла водородом, интенсивная коррозия, деградация металла и т. д. Начиная с проката металла, на каждой стадии изготовления металлоконструкции накапливаются остаточные механические напряжения. Их необходимо снимать перед вводом в эксплуатацию.

Пример дефектов металла, возникающих при содействии остаточных напряжений в металле

Для сокращения количества дефектов, повышения надежности и срока службы металлоконструкций ООО «МАГНИТ плюс» предлагает внедрить в промышленность ТЭК инновационные технологии для снятия остаточных механических напряжений. Сегодня мы предлагаем рассмотреть применение низкочастотной вибрационной обработки (НВО).

Пример использования НВО на металлоконструкциях различного назначения.

Данный метод заключается в следующем. Металлоконструкция помещается на виброгаситель, после чего на конструкцию, в данном случае на трубу, помещаем вибратор с регулируемым дисбалансом. Определяем резонансные частоты данной трубы и на этих частотах производим вибрационную обработку металлоконструкции в течение 15–30 мин. В результате возникновения в металле знакопеременных нагрузок на уровне зерна происходит перераспределение остаточных механических напряжений. После обработки увидим, что напряжения сняты, и металл равномерно стабилизирован без концентраторов.

Метод снятия остаточных механических напряжений успешно применяется на отдельных предприятиях в судостроении и тяжелом машиностроении уже не первый год. В отличие от термообработки, которую не везде возможно применить, НВО, не изменяя структуры металла, при малых энергозатратах быстро и эффективно снимает остаточные механические напряжения.

Внедрение данной технологии в процесс изготовления и монтажа трубопроводов и другого оборудования позволит снизить применение энергоемких дорогостоящих производственных процессов. За счет применения технологии НВО там, где снятие остаточных механических напряжений раннее не производилось, будут значительно снижены показатели развития дефектов в процессе эксплуатации металлоконструкций. Это дает крупный экономический эффект, значительно снижает риск возникновения техногенных и экологических катастроф.

Внешний вид технологического комплекса виброобработки металлоконструкций

В настоящее время при производстве ответственных металлоконструкций для снятия остаточных механических напряжений широко применяется термообработка. В этих целях используются энергоемкие термические печи. Для примера: чтобы произвести термообработку крупнотоннажной детали, понадобится порядка 20 тыс. кВт электроэнергии, а при виброобработке на эту же деталь потребуется 1–2 кВт. Экономический эффект очевиден: в масштабах государства это колоссальная экономия электроэнергии.