аспирант
Introduction. A problem of providing the necessary functions of pipe fitting for blockage, control, distribution of the working medium flows under the most adverse operating conditions of oil and gas pipelines associated with abrasive particles, mechanical impurities, hydrogen sulfide, carbon dioxide and organic acids with sulfate-reducing bacteria, is considered.
Materials and Methods. High performance properties of seating surfaces of pipe fittings are provided through anticorrosive plating of alloyed and high-alloyed metals based on iron with the addition of chromium, nickel, cobalt and niobium. The basic weld overlay methods are analyzed: metalarc welding, nonconsumable and consumable-electrode weld facing in shielding gases, submerged arc surfacing. Advantages and disadvantages of surfacing methods implemented in recent years are noted: laser, plasma-powder and plasma-arc methods.
Research Results. Taking into account the automation capabilities, a high-tech process of robotic anticorrosive surfacing using a consumable electrode with an additional filler metal feed to the front welding puddle for shielding the thermal effect of the arc, is proposed. Industrial application of the proposed technology requires a set of studies related to assessing the effect of technological parameters on the quality of the deposited layers to provide the required operational characteristics of the fitting.
Discussion and Conclusion. It is proposed to carry out the above studies using physical and mathematical modeling of the anticorrosive surfacing, which reduces the time and number of experiments. Therefore, the primary task is to develop a mathematical model of the surfacing process with a consumable electrode with an additional filler wire and transverse vibrations of the welding burner. Such a model should virtually reproduce the surfacing process, as well as its thermal cycle followed by calculating the ratio of the structural components of the deposited metal and the substrate metal. The system of equations of the model should be solved by a special computer program. The algorithm presented for solving this class of problems will allow us to make a sound connection of the technological parameters of the surfacing process and the quality parameters of the formation of the deposited layers, to determine the program for their optimization to provide the required operational properties of pipeline fitting.
Введение. Рассматривается проблема обеспечения необходимых функций трубопроводной арматуры по перекрытию, регулированию, распределению потоков рабочей среды в крайне неблагоприятных условиях эксплуатации нефтегазовых трубопроводов, связанных с наличием в углеводном сырье абразивных частиц, механических примесей, сероводорода, углекислого газа и органических кислот с сульфато-восстанавливающими бактериями.
Материалы и методы. Высокие эксплуатационные свойства уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры обеспечивает антикоррозионная наплавка легированных и высоколегированных металлов на основе железа с добавлением хрома, никеля, кобальта и ниобия. Проанализированы основные методы наплавки: дуговой наплавки покрытыми электродами, неплавящимся и плавящимся электродами в защитных газах, дуговой наплавки под флюсом. Отмечены преимущества и недостатки реализуемых в последние годы способов наплавки: лазерной, плазменно-порошковой и плазменнодуговой.
Результаты исследования. С учетом возможностей автоматизации предложен высокотехнологичный процесс роботизированной антикоррозионной наплавки плавящимся электродом с подачей дополнительной присадочной проволоки в переднюю часть сварочной ванны для экранирования теплового воздействия дуги. Промышленное применение предлагаемой технологии требует проведения комплекса исследований, связанных с оценкой влияния технологических параметров на качество наплавляемых слоев для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик арматуры.
Обсуждение и заключение. Вышеуказанные исследования предложено выполнять с применением физикоматематического моделирования процесса антикоррозионной наплавки, сокращающего время и количество экспериментов. Поэтому первоочередной задачей является разработка математической модели процесса наплавки плавящимся электродом с дополнительной присадочной проволокой и поперечными колебаниями наплавочной горелки. Такая модель должна виртуально воспроизводить процесс наплавки, а также его термический цикл с последующим расчетом соотношения структурных составляющих наплавленного металла и металла подложки. Система уравнений модели должна решаться специальной компьютерной программой. Представленный алгоритм решения данного класса задач позволит установить четкую взаимосвязь между технологическими параметрами процесса наплавки и показателями качества формирования наплавляемых слоев, определить программу их оптимизации для обеспечения требуемых эксплуатационных свойств трубопроводной арматуры.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.