В Сколково открыли уникальный комплекс для исследования труб

С открытием научно-технического центра Трубной Металлургической Компании (НТЦ ТМК) в Сколково отраслевая наука сделала огромный шаг вперед. В России появился исследовательский комплекс полного цикла: от разработки инновационных материалов, конструкций и технологий до изготовления опытных образцов и испытаний по международным стандартам.

Первую очередь НТЦ ввели в конце 2019 года. Здесь расположены лаборатории материаловедческого блока, где изучают специальные виды сталей и сплавов. Образцы буквально раскладывают на атомы и наночастицы. Сначала их готовят специальным образом, создавая возможность выявлять самые мелкие особенности внутреннего строения. Затем передают в лабораторию металлографии для первичного анализа структуры. Следующий этап - электронная микроскопия с разрешающей способностью 0,15 нанометра. А с помощью двух высокоточных спектрометров и рентгеновских дифрактометров устанавливают химический и фазовый состав.

- Понимая, сколько всего в составе дисперсных частиц и как они расположены, можно управлять конечными свойствами стали. У нас имеются приборы для анализа как на нано- и микроуровне, так и на среднем и макроуровне. Это позволяет точно охарактеризовать состав материала, что очень важно, - поясняет руководитель НТЦ ТМК, директор ТМК по научной работе Игорь Пышминцев.

Самая большая по площади - лаборатория прототипирования и физического моделирования (более 4,8 тысячи квадратных метров). Именно здесь находятся два уникальных стенда, где натурные образцы труб подвергают комплексному нагружению, растягивая, сжимая до предела текучести металла, изгибают и тестируют высоким давлением и экстремальными температурами, моделируя реальные условия строительства и эксплуатации скважин применительно к новым технологиям добычи.

Еще 20 лет назад импортозамещение в российском ТЭК было немыслимо, а сегодня все виды труб газодобытчики и нефтяники покупают в России

Испытаниям могут быть подвергнуты трубы различных размеров и назначения - диаметром от 73 до 762 миллиметров. Максимальная нагрузка - 3000 тонн. При этом резьбовое соединение может нагреваться до 350 градусов - так устанавливается его герметичность при экстремальных воздействиях. Для проверки прочности нагнетается внутреннее давление - в зависимости от размера трубы, до 2000 атмосфер. Установки произведены по заказу ТМК, это, что называется, последнее слово в натурных стендах. Из 5 миллиардов рублей инвестиций в НТЦ 2,5 миллиарда - затраты именно на оборудование для исследований.

Вторая очередь научно-исследовательского комплекса будет направлена на изучение эксплуатационной надежности.

- Наших потребителей всегда беспокоил вопрос защиты труб от коррозии, а по мере повышения прочности металла тема становится еще актуальнее. Кроме того, появляются все более совершенные покрытия. Также здесь будет находиться оборудование, с помощью которого можно смоделировать и отработать технологию прецизионной механической обработки трубной заготовки при нарезании резьб новых конструкций, - делится планами Игорь Пышминцев.

Особенность НТЦ ТМК - сочетание натурных испытаний с виртуальными. С помощью цифровых двойников можно спрогнозировать надежность, прочность трубы, рассчитать, с каким резьбовым соединением она может противостоять определенному уровню нагрузок, не потеряв герметичность.

ТМК с самого основания вкладывала значительные средства в НИОКР и вовремя начала предлагать потребителям не просто широкий сортамент, но и высокотехнологичные решения. Еще 20 лет назад импортозамещение в российском ТЭК по большинству позиций было немыслимо, а сегодня все виды труб газодобытчики и нефтяники покупают в России. Одним из слабых мест традиционно считались резьбовые соединения: они выдерживали не более 60 процентов нагрузки тела трубы. Сейчас ТМК владеет технологией изготовления премиальных соединений, которые выдерживают все 100 процентов, поэтому их можно использовать для строительства наклонно-направленных и горизонтальных скважин. То же самое можно сказать о материалах: 20 лет назад у трубников был очень ограниченный спектр продукции по прочности - современные образцы как минимум вдвое прочнее.

Такой прогресс на производстве был бы невозможен без развития исследовательской базы. В 2007 году в структуру ТМК вошел ведущий НИИ трубной отрасли - РосНИТИ. Одним из прорывных проектов стала разработка теплоизолированных лифтовых труб для добычи высоковязкой нефти. Для шельфовых проектов создали обсадные трубы, стойкие к холоду, смятию, при этом максимально быстро свинчивающиеся в колонны. Сегодня РосНИТИ и НТЦ в Сколково - фактически две части большого научного центра ТМК.

- Локация неслучайна: мы хотим использовать все возможности иннограда, стать частью экосистемы, где взращивают передовые идеи, расширить спектр научно-технических компетенций, - подчеркивает директор НТЦ ТМК. - Уже запустили в работу несколько совместных проектов с резидентами Сколково.

В ближайших планах - аккредитовать испытательную лабораторию НТЦ ТМК в национальной и корпоративных системах ключевых потребителей. В январе 2020 года подписано соглашение между "Газпром ВНИИГАЗ" и НТЦ ТМК, предусматривающее НИОКР в области перспективных видов продукции и технологий. Однако не одной лишь нефтегазовой отрасли нужны инновационные трубы: в энергетике, машиностроении, строительстве, даже в авиации и космосе они не менее востребованы. Благодаря таким центрам, как НТЦ ТМК, отечественная трубная промышленность сможет совершить качественный рывок в ближайшие годы.

От первого лица

Дмитрий Пумпянский, председатель совета директоров ТМК:

- ТМК и Группа Синара создали уникальный научный центр. Впервые российские производители получили возможность снять зависимость от ключевых испытаний за рубежом. Мы надеемся, что НТЦ ТМК внесет вклад в развитие научно-исследовательской мысли в трубном производстве, материаловедении в интересах не только нашей компании, но и всех участников нефтегазового рынка.

СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "Технологии"