Дипломдық жұмысты әзірлеуге бастапқы ақпарат

Болат құбыр  әр түрлі қаптамамен (покрытие) –  металл, бейметалл (полимерлі) жасалуы  мүмкін. Бұл жағдайда құбыр іштей  және (немесе) сырттай қапталады.

Бейметалл қаптамалы болат құбыр – іштей және (немесе) сырттай бейметалл қабатпен қапталған болат құбыр.

Металл  қаптамалы болат құбыр – іштей және (немесе) сырттай металл қабатпен қапталған болат құбыр.

Құбыр беті ажарлау (шлифовка) немесе әрлеу (полировка), сонымен қатар жону (обточка) әдістерімен  өңделуі мүмкін.

Жонылған  болат құбыр – іштей және (немесе) сырттай жону әдісімен өңделген болат құбыр.

Ажарланған  болат құбыр – іштей және (немесе) сырттай ажарлау әдісімен өңделген болат құбыр.

Әрленген  болат құбыр – іштей және (немесе) сырттай әрлеу әдісімен өңделген болат құбыр.

 Қима пішіні бойынша болат құбырлар келесі түрлерге бөлінеді:

-  дөңгелек болат құбырлар;

• квадрат болат құбырлар;
• тік бұрышты болат құбырлар;
• тамшы тәрізді болат құбырлар;
• сопақша болат құбырлар;
• жазық-сопақша болат құбырлар;
• басқа қима пішінді болат құбырлар.

Құбыр шетін  өңдеу түрі бойынша болат құбырлар:

• қиылған болат құбырлар;
• шеттері тарылған болат құбырлар;
• шеттері кеңейтілген болат құбырлар;
• шеттерінің бөлігі шөгілген болат құбырлар.

Құбырдың  сыртқы диаметрінің оның қабырғасының қалыңдығына қатынасына байланысты жұқа қабырғалы және қалың қабырғалы болат құбырлар болады.

Тағайындалуы (пайдалану жағдайлары) бойынша болат  құбырлар жалпы тағайындалған және мақсаттық тағайындалған болат құбырлар деп бөлінеді.  Мақсаттық тағайындалған болат құбырлар түрлері:

1. Мұнай және геологиялық барлауға арналған болат құбырлар

• бұрғылаушы болат құбырлар;

• обсадкалы болат құбырлар;
• сорғылы-сығымдағыш болат құбырлар;
• мұнай өткізгіш болат құбырлар.

2. Су-газ өткізгіш болат құбырлар

3. Желілік болат құбырлар
4. Мойынтіректі болат құбырлар
5. Жоғарғы температураларда кепілденген қасиеттері бар болат құбырлар
6. Жоғары қысым астындағы болат құбырлар
7. Тот баспайтын болат құбырлар
8. Ыстыққа төзімді (қазандық) болат құбырлар
9. Химиялық құрылғыға арналған болат құбырлар

Болат құбырлардың, әсіресе желілік, әр түрлі газды-сулы ортада, теңіз суында тозуға төзімділігі, коррозияға төзімділігі жоғары болуы  керек. Көптеген аймақтардың атмосферасы  мен топырағының коррозиялық  агрессивтілігінің артуына байланысты құбыр өткізгіштерді коррозиядан  қорғау мәселесі маңызды болып отыр. Қазіргі өндіріс жағдайында белгілі  бір қасиеттерге ие болат құбырларды шығару игерілді. Осы технологиялардың бірі – болат құбырларды цементті-құмды  оқшаулау (ЦҚО), сонымен қатар сырт бетін коррозияға қарсы полиэтиленмен  қаптау болып табылады. Мұндай екі  жақты оқшаулау құбырды пайдалану  мерзімін елеулі ұзартады. Жаңа заманғы  коррозияға қарсы қаптама түрі –  термодиффузиялы мырыш қаптама. Мұндай мырыштау әдісінде мырыш атомдары құбыр беттеріне тұнып қана қоймай, негізгі құбыр материалының кристаллдық  құрылымына енеді. Бұл кезде құбырдың төзімділігі әдеттегі мырыштау тәсілімен салыстырғанда үш есе артады [14].

 

 

2.2 Түр жиыны (сортамент)

Құбырлардың өлшемдері 1- кестеде көрсетілген өлшемдерге сәйкес келуі қажет [14].

 

1- кесте. Болат құбырлар өлшемдері

 

Сыртқы диаметрі, мм	Қабырғасының қалыңдығы, мм, болғандағы құбырлардың сызықтық тығыздығы, кг/м
	3,5	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0	12,0	13,0	14,0
159   219   273   325   377   426   480   530   630   720   820   920   1020 11220 11420 11620 11720	13,62 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --	15,52 21,53 26,94 32,15 37,35 42,25 47,66 52,66 -- -- -- -- -- -- -- -- --	-- 26,79 33,55 40,05 46,56 52,69 59,45 65,70 78,22 89,48 102,0 -- -- -- -- -- --	-- -- -- 47,91 55,72 63,05 71,18 78,69 93,71 107,2 122,3 -- 152,3 -- -- -- --	-- -- -- -- -- 73,41 82,87 91,63 109,1 124,9 142,4 -- 177,5 212,5 -- -- --	-- -- -- -- -- 83,70 94,51 104,5 124,5 142,6 162,6 182,6 2102,6 242,7 282,7 -- --	-- -- -- -- -- -- -- 117,4 139,9 160,2 182,7 205,2 227,7 272,8 317,8 -- --	-- -- -- -- -- -- -- -- 155,2 177,7 202,7 227,8 252,8 3102,9 352,9 -- --	-- -- -- -- -- -- -- -- -- 195,2 122,7 250,3 277,8 332,9 388,0 -- - -	-- -- -- -- -- -- -- -- -- 212,6 242,7 272,7 3102,8 362,9 422,9 -- --	-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 457,9 -- --	-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 492,7 --

 

Құбырлардың теориялық массасы, болаттың салыстырмалы тығыздығы 7,85 г/см³ кезіндегі жіктердің нығаюын ескере отырып, есептелген. Тұтынушы талабы бойынша 1-кестеде қарастырылған қалыңдықтар шегінде, аралық қалыңдықтағы құбырларды дайындау рұқсат етіледі. Құбырларды 10 м-ден 12м-ге дейінгі ұзындықта дайындайды. Партияда 6 м-ден кем емес ұзындықтағы, қысқартылған құбырлардың саны 5%-ға дейін болуы рұқсат етіледі.

Құбырлардың сыртқы диаметрі бойынша шекті ауытқулары 2-кестеге сәйкес болуы қажет.

 

2-кесте. Құбырлардың сыртқы диаметрі бойынша шекті ауытқулары

 

Құбырлардың сыртқы диаметрі, мм	Сыртқы диаметр бойынша шекті  ауытқу,  дайындау дәлдігі
	қарапайым	жоғары
159 159 дан жоғ.273 ке (қосқ.) дейін  >> 273 >> 377 >> >> 377 >> 720>> >> 720 >> 920 >>	±1,5 ±2,0 ±2,5 ±2,0 ±2,5	±1,4 ±1,8 ±2,2 ±1,6 ±1,6
1020 1020 дан жоғ.1420 ға (қосқ.) дейін 1620 1620 дан жоғ.2520 ға (қосқ.) дейін	±3,0 ±3,5 ±4,0 ±0,3%	±1,6 ±1,6 ±3,5 ±4,5

 

Қабырға қалыңдығы бойынша шекті ауытқулар - орамдық және қаңылтыр болаттың максимал ені үшін  металл қалыңдығының МСТ 19903 қарастырылған шекті ауытқуларына сәйкес келуі керек.

Жиектердің  ығысуы қабырғасының номинал қалыңдығының 25%-нан аспауы керек, алайда диаметрі – 530-1420 мм, қабырғасының қалыңдығы – 14 мм-ден аз құбырлар үшін – 3 мм-ден, диаметрі – 1420-2520 мм, қабырғасының қалыңдығы – 14 мм-ден аз құбырлар үшін - 5 мм-ден аспауы керек.

Б тобындағы  құбырлар үшін жік ұзындығының 10%-на дейінгі бөліктерде жиектердің жергілікті ығысуы құбыр қабырғасы қалыңдығының 30%-на дейін болуы рұқсат етіледі.

Дайындау  дәлдігі жоғары құбырлардың жиектерінің  ығысуы төмендегі мәндерден аспауы керек:

диаметрі 530-1420 мм құбырлар үшін:

қабырғасының  қалыңдығы 4 мм болғанда - 1,0 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 5 мм болғанда - 1,2 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 6 мм болғанда - 1,4 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 7 мм және одан көп болғанда - 1,6 мм;

диаметрі 1620-2520 мм құбырлар үшін:

қабырғасының  номинал қалыңдығының 15%.

Құбырлардың сопақтығы - сыртқы номинал диаметрдің 2%-нан аспауы тиіс.

Дайындау  дәлдігі жоғары құбырлардың сопақтығы - номинал диаметрдің 1%-нан аспауы тиіс.

Құбырлардың жалпы қисықтығы - олардың ұзындығының 0,2%-нан аспауы тиіс.

Дайындау  дәлдігі жоғары құбырлардың жалпы  қисықтығы - олардың ұзындығының 0,1%-нан  аспауы тиіс.

Құбырлардың шеттері тік бұрыштап кесілуі  керек. Кесік қисықтығы 2 мм-ден аспауы керек, ал диаметрі 1420 мм және одан да көп және қабырғасының қалыңдығы 14 мм және одан да көп құбырлар үшін – 4 мм болуы керек.

Құбырлардың шеттерінде құбыр шетжағына (торец) 25-30^о бұрышпен қиықжиек (фаска) салынуы керек, бұл жағдайда ені келесідей бүйірлік сақина қалдырылуы тиіс:

қабырғасының  қалыңдығы 4-7 мм болғанда - 1-3 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 8-14 мм болғанда - 1-4 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 15-25 мм болғанда - 1-6 мм.

Бүйірлік  сақина ені жік аймағынан 80 мм қашықтықта бақыланбайды.

Сыртқы  жіктің нығайтылуы келесідей болуы  керек:

қабырғасының  қалыңдығы 10 мм-ге дейін болғанда – 0,5-3,0 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 10-14 мм болғанда – 0,5-3,5 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 15-20 мм болғанда – 0,5-4,5 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 20 мм және одан да көп болғанда – 0,5-5,0 мм.

Дайындау  дәлдігі жоғары сыртқы жіктің нығайтылуы келесідей болуы керек:

қабырғасының  қалыңдығы 10-14 мм болғанда – 0,5-3,2 мм;

қабырғасының  қалыңдығы 15 мм және одан да көп болғанда – 0,5-4,5 мм.

Ішкі  жіктің нығайтылуы 0,5 мм-ден кем болмауы  керек.  Тереңдетулер орнындағы жік  қалыңдығы құбыр қабырғасының рұқсат етілетін минимал қалыңдығынан кем  дегенде 1 мм-ге артық болатын жағдайда, ішкі жікте 2 мм-ден аспайтын ершіктік (седловина) немесе бөлек тереңдетулер рұқсат етіледі.

Болат құбырлардың  шартты белгіленуінің мысалы:

Сыртқы  диаметрі 630 мм, қабырғасының қалыңдығы – 7 мм, өлшенбейтін ұзындықтағы, Ст2кп маркалы болаттан жасалған құбыр, Б тобы бойынша дайындалады МСТ 8696-74:

Құбыр 630-7 – Ст2кп МСТ  8696-74

Сыртқы  диаметрі 630 мм, қабырғасының қалыңдығы – 7 мм, өлшенбейтін ұзындықтағы, Ст3сп2 маркалы болаттан жасалған құбыр, В тобы бойынша дайындалады МСТ 8696-74:

Құбыр 630-7 – Ст2сп2  МСТ  8696-74

Сыртқы  диаметрі 630 мм, қабырғасының қалыңдығы – 7 мм, өлшенбейтін ұзындықтағы, Д тобы бойынша дайындалады МСТ 8696-74:

Құбыр 630-7 –Д  МСТ  8696-74.

 

 

 

2.3 Болат құбырларға қойылатын техникалық талаптар

Сапа  көрсеткіштеріне байланысты келесі топтағы құбырларды дайындайды:

1. механикалық қасиеттері бойынша 1-категориялы Ст2, Ст3 (барлық қышқылдану дәрежесіндегі) маркалы көміртекті болаттан, МСТ 14637 бойынша;
2. химиялық құрамы бойынша Ст2, Ст3 (барлық қышқылдану дәрежесіндегі) маркалы көміртекті болаттан, МСТ 14637 бойынша;
3. химиялық құрамы мен механикалық қасиеттері бойынша 2- категориялы Ст2 барлық қышқылдану дәрежесіндегі), 2 және 3 категориялы Ст3 (барлық қышқылдану дәрежесіндегі), 4 және 5 категориялы Ст3пс және Ст3сп көміртекті болаттан МСТ 14637 бойынша; 20 маркалы болаттан МСТ 1050 бойынша; аз қоспаланған болаттан МСТ 19281 бойынша және химиялық құрамы 3 кестеде келтірілген аз қоспаланған болаттан. Аз қоспаланған болат маркасын К45, К50, К52 және К55 беріктік кластары үшін бекітілген механикалық қасиеттердің нормалары бойынша талаптарды ескере отырып, құбырды дайындаушы таңдайды;

• химиялық құрамы мен механикалық қасиеттерін мөлшерлеусіз.

 

3-кесте.  Аз қоспаланған болаттың химиялық  құрамы 

 

Элементтердің құрамы, %, артық емес
Көміртегі	Марганец	Кремний	Ванадий	Ниобий	Күкірт	Фосфор	Молибден
0,12	1,70	0,50	0,08	0,06	0,01	0,02	0,30

 

Бұранда кескіштердің 20% үшін алюминийдің 0,05%-ға дейінгі, фосфордың 0,025%-ға дейінгі қалдық құрамы рұқсат етіледі.

Көміртегілі болаттан жасалған құбырлардың негізгі  металының механикалық қасиеттері 4-кестедегілерге сәйкес болуы керек.

 

4-кесте. Көміртегілі болаттан жасалған құбырлардың негізгі металының механикалық қасиеттері  

 

Болат маркасы	Созуға уақытша қарсы тұруы, , Н/мм2 (кгс/мм2)	Аққыштық шегі, , Н/мм2 (кгс/мм2)	Салыстырмалы ұзаруы, , %
	кем емес
Ст2кп	324 (33)	216 (22)	25
Ст2пс Ст2сп	334 (34)	225 (23)	24
Ст3кп	363 (37)	235 (24)	23
Ст3пс Ст3сп	372 (38)	245 (25)	23
20	412 (42)	245 (25)	23