...И до 1990 года

Казалось бы, самое простое — еще увеличить диаметр труб. Действительно, это весьма эффективный способ: скажем, сделаем трубу в три раза большего диаметра, и примерно в девять раз повысится ее пропускная способность.

Но опыт сооружения газопроводов и технико-экономические расчеты убеждают, что на сегодня уже достигнут оптимальный диаметр труб и дальнейшее его увеличение пока нецелесообразно.

Значит, остается другая возможность: повысить давление перекачки газа, скажем, до 100—120 атмосфер. Это окажется особенно эффективным, если сочетать повышение давления с охлаждением газа. Ведь при снижении температуры уменьшается его объем, что, естественно, тоже повышает производительность газопровода.

Многого ли мы добьемся, если по трубопроводу в 1420 миллиметров будем перекачивать умеренно охлажденный газ, примерно до минус 20° С, под давлением, например, 120 атмосфер? Расчеты показывают, что производительность газопровода увеличится примерно в два раза.

Конечно, это огромный эффект, ведь может отпасть необходимость в сооружении второй нитки газопровода.

Так за чем же дело стало?

На пути реализации этой идеи немало трудностей, и главная из них — обеспечение надежности трубопровода.

Магистральный газопровод представляется весьма простым техническим сооружением. Действительно, проложены трубы, и газ по ним подается потребителям. При движении из-за того, что поверхность стенок труб не идеально гладкая, он тормозится, теряет часть энергии. Приходится на трассе газопровода примерно через каждые 100 километров ставить компрессорные станции, «подбадривающие» газ.

Но при всей внешней конструктивной простоте очень трудно обеспечить надежность газовой магистрали. И это прежде всего относится к трубам. Приходится считаться с тем, что на каждом участке магистрали между двумя компрессорными станциями под землей находится стокилометровый стальной цилиндр, в котором запасено огромное количество энергии — более 10 миллионов кубометров газа под высоким давлением. И этот газ, естественно, стремится разорвать трубу, вырваться наружу. Такие подземные аккумуляторы энергии тянутся на многие тысячи километров. Надо учитывать и то, что газопроводы работают в суровых климатических и почвенно-гидрологических условиях, когда угроза разрушения от колебаний температур, коррозии становится особенно сильной. И при всем этом зарытый в землю трубопровод нет возможности осмотреть, освидетельствовать с помощью приборов. Значит, нельзя обнаружить каких-либо дефектов в металле на стадии их зарождения.

При аварии маленькая трещина, распространяясь по трубопроводу со сверхзвуковой скоростью, может разорвать его в клочья или развернуть в лист. Протяженность таких лавинных повреждений иногда достигает десятка километров. Аварии сопровождаются взрывами, пожарами, загрязняют окружающую среду. Устранение последствий — дело непростое, особенно если трасса пролегает на Севере, в сильно заболоченной местности, куда по бездорожью надо оперативно доставить трубы, всевозможную технику.

Проблема надежности трубопровода сегодня центральная. И ясно, что переход к более высоким давлениям газа делает ее еще сложнее.

Надежность газовой магистрали зависит от многих факторов, в частности, в очень большой степени от качества сварки. Но главный ключ к проблеме — у металлургов. Нужна сталь, свойства которой наиболее полно соответствовали бы условиям работы трубопровода.

Задача эта непростая. Силы, которые действуют на трубопровод, таковы, что если в металле возникает трещина, то независимо от его прочности она обязательно разовьется. И разрушение неминуемо. Но если труба будет сделана из стали, сочетающей высокую прочность с вязкостью, которая сохраняется и при низких температурах, то положение изменится. Разрушение, если оно и появится, не будет уже хрупким и распространится не на тысячи метров, а ограничится метрами, десятками метров.

Почему так важна вязкость стали?

Представим себе, что в трубе появилась трещина. Из-за разрушения начинает падать давление газа, уменьшаются и напряжения в металле. Если сталь достаточно пластична, то трещина как бы вязнет в ней, лишенная необходимых для своего развития напряжений. Когда же вязкость стали мала, то напряжения в ней падают медленнее, чем развивается трещина, и избыточная энергия, накопленная в металле, расходуется на распространение разрушения, которое носит хрупкий характер и оказывается весьма протяженным.

Конечно, наряду с высокой прочностью и вязкостью сталь должна еще и хорошо свариваться, сохраняя это свойство и при низких температурах. Ведь сварка — главный технологический процесс при сооружении газопровода.