Виктор Орлов, ФГУП ЦНИИ Прометей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

“Прометей”

Новые металлические конструкционные материалы

и технологии сварки для Арктического судостроения

Первый заместитель начальника научно-производственного комплекса

д.т.н. Орлов Виктор Валерьевич

28 ноября

2013 г.

ОСВОЕНИЕ АРКТИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФФГУП «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ «Прометей»

Arctic

Штокмановское

Расширение сети магистральныхтрубопроводов

в северных регионах, в Сибири, на Дальнем Востоке,

в горных районах

Сахалин

Усложнение условий эксплуатации в Северном ледовитом океане

2

МЛСП «Приразломная»Реализованные поставки:

Для строительства МЛСП«Приразломная» поставлено 38 тыс.тонн новых марок стали

Для строительства сериимногоцелевых платформ MOSSMARITIME CS II MK550 поставлено18 тыс. тонн новых марок стали

Поставки для судов различныхклассов и назначений

Изготовители:ОАО «Северсталь»ОАО «ММК»ООО «ОМЗ-Спецсталь»ОАО «Уральская сталь»

ХЛАДОСТОЙКИЕ СВАРИВАЕМЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СЕВЕРНЫХ И АРКТИЧЕСКИХ РЕГИОНАХ

НА ОСНОВЕ РАЗАБОТОК ВЫПУЩЕН НОВЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ГОСТ Р 52927-2008

Сортамент: 5-70 мм

460


СПБУ «Арктическая»

РЕАЛИЗОВАННЫЕ ПОСТАВКИ: Для строительства СПБУ «Арктическая»поставлено 36 тыс. тонн новых марок стали

Для ОАО «Лукойл» поставлено 2 тыс. тонн новых марок стали

Для глубоководных обитаемых аппаратов, металлоконструкцийгидростанций, плавучих кранов, корпусов реакторов для химическойпромышленности, тележек скоростных поездов.

ОАО «Северсталь» ООО «ОМЗ-Спецсталь» ОАО «ММК»*

D500WE500WF500W

F500Warc40

8 – 50*10-80

8 – 50*10-50

D620WE620WF620W

F620W arc40

8 - 4010- 100

8 – 50*10-50

D690WE690WF690W

F690W arc40

8 - 4010 - 150

8 – 50*10-50

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ХЛАДОСТОЙКИЕ СТАЛИ , В Т.Ч. С ИНДЕКСОМ «ARC»


Td, оС ТКБ, оС

NDT, оС DWTT, оСдо 20 мм до 30 мм до 40 мм до 50 мм

-40 -33 -40 -50 -60 -65 -40

ХЛАДОСТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ С ИНДЕКСОМ «ARC» ГАРАНТИРУЕТСЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ ПРОИЗВОДСТВА

Характеристики хладостойкости -Ткб Характеристики хладостойкости - NDT

Трещиностойкость CTOD

СОПРОТИВЛЕНИЕ ХРУПКИМ РАЗРУШЕНИЯМДЛЯ НОВЫХ МАРОК ВЫСОКОПРОЧНОЙ ARC – СТАЛИ

Листовой прокат толщиной до 50 ммхарактеризуется значительнымпревышением фактическиххарактеристик хладостойкости итрещиностойкости по отношению ксамым жестким требованиямРоссийского морского Регистрак Аrc-сталям, предназначенным дляэксплуатации в арктических регионах.


СОПРОТИВЛЕНИЕ НОВОЙ ARC-СТАЛИ ХРУПКИМ РАЗРУШЕНИЯМ

-100-100

20 мм 50 мм

F620arc40

В листовом прокате толщиной до 50 мм обеспечивается 4-х кратный запас вязкости по отношению к требованиям классификационных обществ, включая Российский морской Регистр.Температура перехода в хрупкое состояние находится значительно ниже -80оС.

СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НОВОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ARC-СТАЛИ

Разработаны технологии ручной и автоматической сварки с использованием существующих сварочных материалов.


НОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Обеспечение высокого уровняработы удара металла шва приотрицательных (до – 600С)температурах.Обеспечение равнопрочностисварного соединения.Разработанные сварочныематериалы до 40% дешевлеимпортных аналогов.

Марки сварочных материалов для сварки конструкций,изготовленных из низколегированных хладостойких

сталей с пределом текучести 390-690 МПа

320-420 МПа 420-500 МПа 500-690 МПа

Порошковаяпроволока:

48ПП-8Н

Покрытыеэлектроды:

48ХН-3

Агломериро-ванныефлюсы:48FA-51,48FA-53


48ХН-4,48ХН-7,48ХН-8


48ХН-5,48ХН-10

Агломериро-ванныефлюсы:48АФ-50,48АФ-61,48АФ-56

Порошковаяпроволока:ПП-СВП2

Порошковыепроволоки:48ПП-11Н,ПП-СВП1,

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ МОДИФИЦИРОВАНИЕ БОРОМ И РЗМ, А ТАКЖЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ 7


ПЛАКИРОВАННАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕДОВОГО ПОЯСА

Толщина плакирующего слоя - 1 ÷ 8 ммПлакированные листы изготавливаются в толщинах от 5 до 150 мм, шириной до 4 м и длиной до 12 м, массой до 20 т.

Основной слой - стали марок 09Г2С, 10ХСНД, стали категорий D, Е, F, АБ различного уровня прочности(355, 500 и 620 МПа).Плакирующий слой -коррозионностойкие стали марок 08Х18Н10Т, 08Х19Н10Г2Б, 03Х17Н14М3, (316L, 317L по АSTМ).

Сочетание высокой прочности биметалла свысокой сопротивляемостью коррозионно-эрозионному износу

Возможность приварки к стали без снятияплакирующего слоя

Ледокол «50 лет Победы» и проект 22220 Изготовители:ООО «ОМЗ-Спецсталь»ОАО «Северсталь»

Толщина, ммПредел

текучести, не менее, МПа

Работа удара,КV-60, Дж, не менее

Сопротивление срезу плакирующего слоя, МПа, не менее

Относительное удлинение, %, не менее

20-45 355 50 200 21500 60 355 18

20-60 620 78 330 18


Проект «Сахалин-2»Завод по производству СПГ

функционирует с февраля 2009 г.Мощность производства – 9,6 млн. т СПГ/ год

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РОССИЙСКИЕ СПГ-ПРОЕКТЫ

ОАО «ГАЗПРОМ» НАЦЕЛЕН НА УСКОРЕННУЮ РЕАЛИЗАЦИЮ НОВЫХ ПРОЕКТОВ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СПГ

Проект «Ямал»Ввод завода в эксплуатацию запланирован на 2016 г.

Проектная мощность завода – до 16,5 млн. т СПГ/ год

В 2018 г. запланирован ввод в эксплуатацию:- завода проектной мощностью 5,0 млн. т СПГ/ год

(в рамках проекта «Владивосток-СПГ»);- завода проектной мощностью 2,6 млн. т СПГ/ год

(в рамках проекта «Печора-СПГ»).


Танкеры со сферическими грузовыми емкостями «Grand Aniva» и «Grand Elena»

грузовместимостью 145 тыс. м3 СПГ(японская верфь «Mitsubishi Heavy Industries»

РОССИЙСКИХ ФЛОТ ТАНКЕРОВ-СПГ: СОСТОЯНИЕ И ПОТРЕБНОСТИ

ПРОЕКТ «САХАЛИН-2»

Танкеры с мембранными грузовыми емкостями «SCF Polar» и «SCF Arctic»

грузовместимостью около 70 тыс. м3 СПГ(шведская верфь «Kockums Mekaniska Verkstands AB»)

ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ОЦЕНКАМ ЭКСПЕРТОВ, В КРАТКОСРОЧНОЙ ПЕРСПЕКТИВЕ ПОТРЕБУЕТСЯ:• для проекта «Ямал-СПГ» – не менее 16 танкеров-СПГ ледового класса Arc7;• для проекта «Владивосток-СПГ» – 10 судов;• для проекта «Печора-СПГ» – не менее 4 судов.


1. Температура ниже минус 160 С;2. Статические нагрузки от находящегося в

емкостях СПГ;3. Динамические нагрузки при волнении на

море и швартовке.4. Циклические нагрузки при заполнении и

разгрузке емкостей;5. Возможное коррозионное воздействие

морской воды и сопутствующихпродуктов в СПГ.

УСЛОВИЯ РАБОТЫ КОРПУСНОГО МАТЕРИАЛАПРИЗМАТИЧЕСКИХ ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЕЙ ТАНКЕРОВ-СПГ

Прочность танка подтверждается результатами модельных испытаний и

расчетами, выполненными по уточненным методикам

(согласно Правилам классификации и постройки газовозов «РМРС»)


ПРЕИМУЩЕСТВА АЗОТСОДЕРЖАЩИХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВКЛАДНЫХ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ТАНКОВ

• высокие прочностные свойства (предел текучести азотсодержащей стали в 2-3 разапревышает аналогичные характеристики традиционных сталей типа Х18Н10Т);

• отсутствие полиморфных превращений (мартенситных) при понижении температуры– исключение хрупкого разрушения;

• многофакторное взаимодействие различных механизмов упрочнения, позволившеесформировать гомогенное внутреннее строение;

• высокая стойкость к питтинговой и щелевой коррозии в морской воде


НАЛИЧИЕ РАЗРАБОТОК ФГУП ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»

Разработана технология производства коррозионностойкой азотсодержащейаустенитной стали различных категорий прочности от 390 до 650 МПа.

Изготовлены опытно-промышленные партии листового проката толщиной 5-100 мм(открытой выплавки и электрошлакового переплава).

Проведены комплексные испытания стали и ее сварных соединений.


ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

“Прометей”“Прометей”

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Российская Федерация, 191015,Санкт- Петербург, ул. Шпалерная, д. 49Тел.: (812) 274-37-96Факс: (812) 710-37-56E-mail: [email protected]

Documents

Виктор Орлов, ФГУП ЦНИИ Прометей