Тихая революция

В первой декаде мая в российских территориальных водах закончилась прокладка первой нитки самого протяженного в мире подводного газопровода Nord Stream: по дну Балтийского моря он соединит газовые месторождения российского севера и европейских потребителей. Строительство стало испытанием для российских металлургов и трубников: еще пять лет назад ни один из отечественных заводов не мог обеспечить требуемый уровень прочности труб и качества металла. Чтобы удержаться на рынке нефтегазового сортамента, трубные и металлургические компании страны активно модернизировали производства. Но принять участие в амбициозном международном проекте удалось лишь одному из множества российских заводов, остальные просто не успели к сроку. В итоге основная доля поставок труб для Nord Stream досталась немецким (около 65%) и японским (около 10%) компаниям. Реабилитироваться отечественным производителям удалось на строительстве таких гигантских магистральных газопроводов, как Бованенково - Ухта, рабочее давление которого требует применения труб повышенного класса прочности К65 (Х80).

Между тем требования ТЭК к качеству и характеристикам труб постоянно ужесточаются: увеличивается глубина залегания ископаемых, осваиваются месторождения в труднодоступных регионах, на шельфе, возникли перспективы разработки недр Арктики и глубоководной части Северного Ледовитого океана. Это значит, что трубы будут прокладываться в крайне коррозионно и сейсмически активных условиях. Кроме того, как в России, так и за рубежом разворачиваются новые масштабные проекты прокладки межконтинентальных газопроводов, что требует применения новых материалов и технологий, производства стали более высокой категории прочности, освоение новых видов труб.

В чем российские трубы для нефтегазового сектора уступают иностранным и каких новых технологий потребует рынок завтра, рассказывает директор Российского научно-исследовательского института трубной промышленности (РосНИТИ, входит в состав Трубной металлургической компании) Игорь Пышминцев.

Уверен? Обгоняй!

- Насколько отстают отечественные технологии производства труб для ТЭК?

- В сегменте самых высококачественных труб большого диаметра (ТБД) для транспортировки газа наши технологические возможности сравнялись. Еще в начале этого века ТБД в России практически не производились, основу российской газотранспортной системы, самой крупной в мире, составляли немецкие одношовные прямошовные трубы. Производить ТБД в России мог только Волжский трубный завод (входит в ТМК), но его трубы были спиральношовными, поэтому не могли в полной мере конкурировать с западными. За последние пять лет Россия полностью решила задачу импортозамещения: запущены два стана на Выксунском металлургическом заводе, один - на Ижорском трубном, стан трехвалковой формовки на Волжском трубном, а в середине 2010 года - два стана на Челябинском трубопрокатном заводе.

Наши мощности способны полностью обеспечить потребности российской газотранспортной системы как по объемам производства, так и по техническим характеристикам. Яркое подтверждение этому - результаты полигонных испытаний ТБД класса прочности К65 для строительства газопровода Бованенково - Ухта. Его особенность в том, что в условиях Арктики при температуре ниже минус 40° С трубы должны выдерживать уникально высокое рабочее давление в 11,8 МПа. До проведения испытаний ни один производитель труб в мире не мог гарантировать такой уровень надежности: крупные наземные газопроводы с давлением выше 9,8 МПа строить даже не пытались. В исследовательской программе приняли участие все мировые лидеры трубного рынка: три японские и три российские компании, одна немецкая. Все наши производители - Выксунский металлургический, Волжский и Ижорский трубные заводы, а позже и ЧТПЗ - полностью подтвердили соответствие установленным требованиям.

- Одну из главных проблем составлял прокат К65. Для ее решения Северсталь и ММК запустили станы-5000. Помогло?

- Конечно. Северсталь, например, к этому не один год готовилась и сразу стала одним из основных поставщиков проката К65 для проекта Бованенково - Ухта. А задача действительно сложная. Не все именитые зарубежные производители смогли пройти квалификационные испытания труб К65 с первой попытки, в первую очередь по причине недостаточной трещиностойкости проката. Российским еще сложнее: у японских компаний, например, стан-5000 и трубоэлектросварочный цех находятся в пределах одной промышленной площадки. Это обеспечивает не только короткое транспортное плечо, низкие затраты, но и возможность управлять «сквозной» технологией и, соответственно, качеством. Близкие принципы организации производства и у германских предприятий.

- Белым пятном для российских трубников остается рынок оснащения подводной части газопроводов.

- Выксунский металлургический, Ижорский и Волжский трубные заводы уже получили сертификаты DNV, позволяющие участвовать в подводных проектах. Другое дело, что в тендерах на поставку труб не последнюю роль играет политический фактор. Россия только начала осваивать шельф. Естественно, при прокладке трубопровода по дну Балтийского моря по проекту Nord Stream доминируют германские производители - у них огромная история поставок для проектов в Северном море, по их трубам газом снабжается сегодня практически вся Северная Европа. Но определенная доля российских труб там есть, и эта доля по мере развития проекта растет. Впереди проекты газопроводов для Штокмана и в Баренцевом море. Все российские трубные компании намерены в них участвовать.

- До иностранных компаний, которые уже производят и используют трубы класса прочности Х100, Х120, России все равно далеко.

- Я так не считаю. Представление о том, что иностранные энергетические компании используют газопроводы из сталей особо высокой прочности, - результат эффективного маркетинга или просто заблуждение. Действительно, первая пробная линия выпуска Х100 построена компанией Columbia Gas еще в 1968 -1969 годах в США. Но этот опыт признан неудачным. И в мире до сих пор нет действующих газопроводов класса прочности Х100 и Х120. В середине 90-х имел место всплеск исследовательской активности в этом направлении. В результате появились лишь небольшие демолинии, на которых такие компании, как ВР, ExonMobil, Трансканада, отрабатывают новые технологии. Их задача - исследовать возможность эффективного и безопасного транспорта газа в США из удаленных районов, прежде всего Канады и Аляски. Эти демоучастки врезаны в качестве байпасов (обходных трубопроводов) в действующие обычные газопроводы класса Х70 и под обычным давлением газа испытывают напряжения существенно ниже тех, при которых они должны использоваться. Так, концепция труб Х100 предполагает, что поток газа будет создавать в них давление как минимум в 15 МПа, но сегодня оно не превышает 7,5 - 8 МПа. Соответственно, говорить о том, что такие трубопроводы служат эффективными устройствами для транспорта газа, нельзя. Они лишь доказывают, что трубы и газопроводы такой прочности можно сделать. А можно ли безопасно эксплуатировать их длительное время на всем протяжении на полную мощность - большой вопрос. На сегодня высшая категория прочности труб, используемых где-либо в мире, - Х80. И то в очень малых количествах. До проекта газопровода Бованенково - Ухта в мире общая протяженность газопроводов из них не превышает полутора тысяч километров.

- Но потребность в Х100 все равно возникнет?

- Постепенное отдаление потребителей от мест добычи потребует увеличения давления в трубах и снижения металлоемкости таких проектов. Решить эту проблему пока можно только с применением более прочных труб. И мы готовимся к этому. ВМЗ уже доложил, что выпустил опытные трубы Х100. Но сегодня в мире нет ни одного известного проекта, где они бы понадобились. Поэтому пока это лишь предмет исследований в области транспорта энергии на большие расстояния. Однако это хороший задел на будущее.

Знаем как

- А каковы наши позиции в технологиях производства специальных труб для добычи нефти и газа: в этом сегменте мы сильно отставали.

- Огромные средства инвестированы еще до кризиса, потом процесс затормозился. Но сегодня в сегменте бесшовных труб завершена реконструкция сталеплавильного производства на Северском трубном заводе (входит в ТМК): впереди пуск непрерывного стана FQM, который уже поставлен на завод.

Мы также сделали большой шаг вперед в таком маленьком, но важном секторе, как производство труб, устойчивых к воздействию сред, насыщенных сероводородом. Известно, что сероводород быстро приводит к деградации механических свойств металла: в его присутствии под действием относительно невысоких напряжений обычная сталь разрушается уже через несколько дней. Это резко ограничивает возможности применения высокопрочных сталей для работы в таких средах. До недавнего времени у нас были сформированы научные представления о том, как обеспечить требуемую стойкость металла. Но отсутствовала технологическая возможность: не было ни производства российских сталей должного качества, ни современных средств упрочняющей термической обработки. А теперь сегмент таких труб в России практически освоен. Так, производство стали и бесшовных труб нефтяного сортамента на Волжском трубном заводе полностью соответствует самым высоким требованиям, на Северском трубном готовят пуск нового прокатного стана, на Таганрогском ведется строительство электросталеплавильной печи. Вся предшествующая этим агрегатам технологическая цепочка уже сделана. На всех заводах ТМК сегодня пущены в эксплуатацию новые термические отделы, которые позволяют производить термообработку труб из высококачественных сталей собственного производства в больших объемах с высокой точностью.

- Активная экспансия нефтегазовых компаний в Арктику потребует применения новых технологий. Что могут предложить трубники в этой сфере?

- Для разбуривания Ямала действительно потребуются особые технологии. Нужно отдавать себе отчет в том, что эта территория имеет несколько особенностей: вечная мерзлота на несколько сотен метров в глубину, отсутствие твердого грунта (там песок с замерзшей водой). Трудность состоит в том, чтобы предотвратить разрушения оборудования в устье из-за размораживания грунта под действием газа температурой 40 - 50° С, идущего из недр. Медленно, час за часом, год за годом горячий газ будет размораживать все вокруг скважины, она рискует просто утонуть. Чтобы этого не произошло, нужно изолировать газ от скважины. Для этого в нашем институте был разработан «термокейс» - своеобразный термос
из двух труб с вакуумно-экранной изоляцией. Эта довольно сложная конструкция обеспечивает не менее чем на 30 лет очень низкую теплопроводность. Сравните: теплопроводность стали 50 Вт/(м*К), теплопроводность межтрубной изоляции нам удалось снизить в пять тысяч раз - до 10 мВт/(м*К). Так, испытания показали, что при температуре в 400 градусов внутри трубы, ее наружная стенка нагревается не выше 23 градусов. Мы уже создали опытные образцы термокейсов. Теперь их производство осваивается на Синарском трубном заводе (входит в ТМК).

Системный тупик

- Складывается впечатление, что российская трубная промышленность только догоняла иностранных производителей в технологическом плане. Что принципиально нового мы можем предложить рынку?

- Да, мы начали заниматься обновлением технологий несколько позже, чем мировые компании. Но наша продукция сегодня признана в мире, и по отдельным позициям мы опережаем коллег. Так, мы освоили производство сероводородостойких труб, прочность которых предполагает более высокие пороговые значения, чем предусмотрены международной сертификацией Американского института нефти. Россия отличается суровым климатом, поэтому уникально высока и доля производства хладостойких труб. Развитие новых технологий добычи с применением горизонтального и наклонно-направленного бурения создали потребность в новых резьбовых соединениях. В ответ в трубной промышленности сформировано новое направление бизнеса - трубы с «премиальными» соединениями. А это значит, что трубная промышленность это уже не только традиционная черная металлургия, но и высококачественная металлообработка.

- Но чтобы обрести конкурентоспособность, требуются уникальные разработки.

- В России уже создана почва для того, чтобы на ней могли вырасти совершенно новые продукты и технологии. Так, мы обладаем самыми новыми в мире мощностями по производству труб для магистральных газопроводов. А, например, большинство японских заводов созданы в 70-е годы. У нас отличная инженерная школа, которая позволяет выбирать не только лучшее оборудование, но и создать эффективную технологическую цепочку, отвечающую современным и будущим потребностям. Уже сегодня те технические решения, которые внедряются на российских предприятиях, обладают признаками уникальности и новизны.

Поймите, металлургия - достаточно консервативная отрасль. Но консервативная в хорошем смысле: идет ее системная последовательная эволюция. А эволюция требований наших потребителей и технологий очевидна: если раньше мы занимались вопросами прокатки на старых агрегатах с низкой производительностью и относительно невысоким уровнем точности, то сегодня прокатное производство представляет собой новые процессы с высокой скоростью и качеством. Мы переходим к трубопрокатным агрегатам будущего. Так, согласно ГОСТу, допуск по толщине стенки трубы должен составлять плюс-минус 12%. Сегодня в России уже есть станы, например PQF (Premium Quality Finishing) на Тагмете, который обеспечивает очень высокую точность горячей прокатки: допуск по толщине стенки на нем всего плюс-минус 4 - 6%. Это переворот в технологиях - раньше такое было возможно только на станах холодной прокатки. В то же время горячая прокатка более производительна, соответственно себестоимость ее существенно ниже, чем холодной. В совокупности с высококачественной сталью и современными линиями термической обработки она обеспечивает получение труб любой группы прочности. Новые линии по нарезке труб позволяют внедрить новые технологии добычи нефти и газа и на Арктическом шельфе, и на суше, где происходит переход к новым технологиям: вертикальное бурение заменяется на наклонно-направленное, которое требует совершенно иной линейки резьбовых соединений. Это и есть пятое-шестое поколения труб и трубных технологий.

- Для инновационного развития необходимо задавать в национальных стандартах перспективные параметры, которых еще не существует в промышленности, но к которым нужно стремиться.

- И именно в госстандартах сегодня лежит главная проблема для трубной отрасли. Обязательные требования к трубной продукции устарели. Например, в России до сих пор действует СНИП на магистральные трубопроводы, разработанный еще в 1985 году. Его требования к трубам совершенно не отвечают международным стандартам, современным уровням технологий и требований к качеству. Недавно Минрегионразвития РФ разработал новый СНИП, который перенял все плохое в отношении как труб для строительства газопроводов, так и соединительных деталей. Он просто переписан со старого. Так, он не предполагает давления в газовой трубе больше чем в 9,8 МПа, ведь в середине прошлого века это казалось далеким будущим. Но сегодня это уже пройденный этап. Другой пример: cтарые СНИПы требуют избегать пересечения активных тектонических разломов. А если они в этом районе везде, как их избежать? Даже если газовую линию протянуть с обратной стороны земного шара, их все равно придется пересечь. Поэтому мы и ищем новые технологии.

Еще больше нас пугают межнациональные регламенты, созданные в рамках Таможенного союза: они и подавно будут ссылаться на ГОСТы 70 - 80-х годов прошлого века. Это очень страшно для отрасли: получается, что мы создали производство и технологии на два шага вперед, а обязательные нормативы опираются на уровень технологий и качества середины прошлого века. Мотивация создавать что-то современное убивается. Фактически это означает запрет на использование и применение новых технологий.

Мы стараемся бороться с этой системой вместе с потребителями. Газпром, начав строить газопроводы Бованенково - Ухта и Сахалин - Хабаровск - Владивосток, был вынужден разрабатывать собственные документы, стандарты, технические условия, и вступать в конфликт с существующими требованиями. Проводятся масштабные тесты, собирается огромное количество доказательств через многочисленные дорогостоящие испытания и экспертизы для того, чтобы доказать, что использовать новые технологии можно. Иначе этот проект будет просто неэффективным.