Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса 16
1.1 Анализ возможностей повышения коррозионной стойкости и эксплуатационной надежности оборудования путем использования коррозионностойкой биметаллической металлопродукции повышенного качества 16
1.1.1 Эффективность использования коррозионностойкого биметалла для традиционных потребителей оборудования - нефтепереработки, химической промышленности, энергетики, судостроения и других отраслей 16
1.1.2 Механизмы коррозии оборудования нефтедобычи и требования к коррозионной стойкости и другим характеристикам материалов. Мировой опыт использования коррозионностойких сталей и биметаллов в процессах добычи и транспортировки нефти и газа 22
1.2 Основные требования к коррозионностойким биметаллам нового поколения. Сравнительная оценка существующих способов промышленного производства биметаллической металлопродукции. Преимущества способа электрошлаковой наплавки. Определение цели исследования 62
1.2.1 Основные требования к коррозионностойким биметаллам нового поколения для оборудования нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей промышленности и других назначений 62
1.2.2 Основные способы производства коррозионностойких биметаллов 64
1.2.3 Сравнительная характеристика разных способов получения биметалла. Преимущества способа широкослойной электрошлаковой наплавки. Определение цели исследования 84
ГЛАВА 2. Практические и научные аспекты создания качественно новых коррозионностойких биметаллических материалов на базе способа электрошлаковой наплавки 89
2.1 Сущность и основные разновидности способа электрошлаковой наплавки. Освоение производства биметаллических заготовок в ОАО «Северсталь» и в ЗАО «Красный Октябрь» 89
2.1.1 Сущность способа электрошлаковой наплавки, основные технологические параметры процесса, определяющие качество биметаллической заготовки 89
2.1.2 Освоение производства листовых биметаллических заготовок методом наклонной электрошлаковой наплавки в ОАО «Северсталь».92
2.1.3 Освоение производства листовых биметаллических заготовок методом вертикальной электрошлаковой наплавки в ЗАО «Красный Октябрь» 95
2.1.4 Освоение производства трубных биметаллических заготовок методом вертикальной электрошлаковой наплавки в ЗАО «Красный Октябрь» . 103
2.2 Марочный и размерный сортамент освоенных и перспективных видов биметаллической металлопродукции и возможные технологические схемы их производства 108
2.3 Постановка задач исследования для создания качественно новых биметаллических материалов и освоения технологий их производства 112
ГЛАВА 3. Трансформация химического состава, микроструктуры и свойств переходной зоны биметалла при получении биметаллической заготовки методом электрошлаковой наплавки, в процессе горячей прокатки на лист и термической обработки. Оценка совместимости марок основного и плакирующего слоев. Оптимизация технологических параметров производства для обеспечения высокого качества соединения слоев 119
3.1 Определение условий и разработка технологий получения качественного соединения слоев в биметаллической заготовке в зависимости от схемы наплавки и композиции биметалла 120
3.1.1 Исследование технологических параметров вертикальной ЭШН, определяющих глубину и равномерность проплавлення основного слоя при получении листовых биметаллических заготовок 123
3.1.2 Исследование технологических параметров наклонной ЭШН, определяющих глубину и равномерность проплавлення основного слоя 137
3.1.3. Исследование технологических параметров вертикальной ЭШН, определяющих глубину и равномерность проплавлення основного слоя при получении трубных биметаллических заготовок... 145
3.2 Исследование химического состава и микроструктуры переходной зоны биметаллической заготовки и листа в зависимости от марок сталей основного и плакирующего слоя и технологических параметров производства. Оценка совместимости марок основного и плакирующего слоев 148
3.2.1 Анализ литературных данных о диффузионных процессах в биметаллах, закономерностях формирования структуры и свойств переходной зоны биметалла при термическом воздействии, влиянии температурно-временных параметров горячей прокатки и термической обработки на диффузионное перераспределение элементов между слоями и на свойства биметалла 148
3.2.2. Особенности структуры и химического состава переходной зоны в биметаллической заготовке 152
3.2.3 Микроструктура, микротвердость и химический состав переходной зоны двухслойных листов толщиной 70 мм марки 12ХМ+08Х18Н10Б 159
3.2.4 Микроструктура, микротвердость и химический состав переходной зоны двухслойных листов толщиной 20 мм марки .09Г2С+08Х13 165
3.2.5 Исследование микроструктуры, микротвердости и химического состава переходной зоны трехслойных холоднокатаных листов толщиной 0,8-1,5 мм марок 08Х18Ш0+08Ю-Ю8Х18Н10 и 08Х18ФБ+08Ю+08Х18ФБ . 171
3.3 Внутренние напряжения в биметаллах, их влияние на качество соединения слоев проката. Разработка рекомендаций по технологическим параметрам производства биметалла различного сортамента для предупреждения внутренних напряжений 176
ГЛАВА 4. Закономерности формирования химического состава, микроструктуры и свойств плакирующего слоя в процессе получения биметаллической заготовки методом электрошлаковой наплавки и при дальнейших переделах. Разработка требований к коррозионностойкой стали расходуемых электродов и к технологическим параметрам производства биметалла с целью обеспечения необходимого химического состава, качественной поверхности и высокой коррозионной стойкости плакирующего слоя 187
4,1 Закономерности изменения химического состава коррозионностойкой стали в процессе электрошлаковой наплавки. Разработка требований к коррозионностойкой стали расходуемых электродов 187
4.2. Исследование литой структуры наплавленного слоя. Определение условий предупреждения кристаллизационных трещин и повышения технологической пластичности наплавленного слоя для обеспечения высокого качества поверхности биметаллического проката 204
4.3. Повышение чистоты по примесям, коррозионной стойкости и качества поверхности плакирующего слоя путем оптимизации состава шлака при электрошлаковой наплавке 230
4.4. Трансформация микроструктуры плакирующего слоя при получении биметаллических листов. Возможности повышения комплекса свойств плакирующего слоя путем оптимизации режимов горячей прокатки и термической обработки 243
ГЛАВА 5. Закономерности формирования структуры и свойств основного слоя биметаллического проката в процессе горячей прокатки и термической обработки. Разработка оптимальных режимов термической обработки биметаллов различного сортамента .. 252
5.1 Разработка технологии нормализующей прокатки двухслойных листов марки 09Г2С+08Х13 применительно к возможностям Волгоградского завода «Красный Октябрь». Разработка технологии нормализующей прокатки биметалла 254
5.2 Исследование влияния режимов термообработки на структуру основного слоя и механические свойства биметаллических листов марки 12ХМ+08Х18Н10Б и 09Г2С+08Х18Н10Б . применительно к возможностям оборудования ОАО «Северсталь» 267
ГЛАВА 6. Разработка технологии и освоение производства различных видов биметаллической металлопродукции. Особенности их структуры и свойств. Разработка и согласование с потребителями нормативно-технической документации -276
6.1 Освоение в ОАО «Северсталь» производства горячекатаной трехслойной листовой стали толщиной 2-12 мм для сельхозмашиностроения и других назначений 276
6.2 Освоение производства холоднокатаной трехслойной листовой стали толщиной 0,5-2,0 мм для автомобилестроения, торгового "оборудования и т.д. по кооперации ОАО- «Северсталь» - ОАО«МЕЧЕЛ» 281
6.3 Освоение в ОАО «Северсталь» и в ЗАО «Красный Октябрь» производства двухслойного толстолистового проката толщиной 8-50 мм, а также толщиной 60-110 мм для оборудования нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслей промышленности.- 289
6.4 Освоение в ОАО «Выксунский металлургический завод» производства сварных прямошовных труб ТВЧ для нефтепромысловых трубопроводов из двух- и трехслойного проката производства ОАО «Северсталь» 295
6.5 Освоение производства биметаллических бесшовных труб по кооперации ЗАО «Красный Октябрь» - ОАО «Волжский трубный завод» 303
ГЛАВА 7. Оценка потребительских свойств новых видов биметаллической металлопродукции и экономической эффективности их использования 311
7.1 Результаты комплексного исследования качества холоднокатаной трехслойной стали 311
7.2 Применение * биметаллических труб для трубопроводов систем нефтесбора ОАО "Славнефть-Мегионнефтегаз". Результаты комплексных лабораторных и промысловых коррозионных испытаний образцов труб из двух- и трехслойной стали с оценкой ресурса эксплуатации нефтепромысловых трубопроводов 320
7.3 Применение биметаллического листового проката, полученного на базе метода электрошлаковой наплавки, для оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств 332
7.4. Экономическая эффективность использования новых коррозионностойких биметаллических материалов 335
Выводы
Список литературы приложение
