油氣集輸及長輸管道工程用管件標準

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摘要：我國油氣工程仍停留于長期建設及大規模發展階段，大量油氣管件投入建設使用，管件質量及管件性能與工程運行安全性及使用年限存在著密切聯系。為了保證油氣工程用管件質量及管件性能，技術人員正確應用管件標準及管件標準內容。然而，我國管件標準仍存在不同程度的亟待解決的技術問題。本文以油氣集輸及長輸管道工程用管件標準內容為切入點，就提出的具體修訂內容進行深入探究。

關鍵詞：油氣集輸；長輸管道；管件標準

天然氣凈化工程中長輸管道及油氣集輸管件運行安全性及使用年限與管件標準內容及管件標準應用要點存在著密切聯系。我國油氣工程建設常用管件標準較為復雜，例如：SY/T0609-2006《優質鋼制對焊管件規范》、SY/T0510-2010《鋼制對焊管件規范》及GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》等，管件標準以確保管件質量及性能為前提條件納入檢驗試驗、制造工藝、化學成分、金相、硬度、沖擊韌性及力學性能等指標，而上述指標均存在不同程度的技術性問題，客觀上加劇了安全運行潛在風險。其中，管件指管道系統中發揮支撐、密封、分流、變向、控制及連接等作用的零部件統稱。鑒于此，本文針對油氣集輸及長輸管道工程管件標準的研究具有重要意義。

1油氣集輸與長輸管道工程用管件標準內容

一般說來，油氣工程所用管件可分為管帽、異徑接頭、彎頭及三通，而彎頭及三通的規格最為復雜且應用范圍最為廣泛，納入尺寸規格、制造工藝、力學性能及受理狀態等指標進行制作，尤其是模壓拔制三通制作要求最為嚴格。管件運行安全性及運行穩定性不止是管件設計、管件制造及管件安裝的核心要求，更是符合管件生產標準的首要條件。由此可見，管件標準明確規定管件性能及管件質量，納入化學成分、組織晶粒度、硬度、沖擊韌性及力學性能等指標。其中，化學成分是保證制造原材料符合管件制造熱加工及熱處理要求的基本條件。組織晶粒度是保證管件質量符合性能要求的主要條件。硬度指含二氧化碳、水及硫化物等腐蝕性介質作用條件下管件具備較低氫致裂紋及應力腐蝕概率。沖擊韌性主要評估管件材料冶金缺陷、脆性傾向及缺口敏感性確保其處于低溫條件或外荷載條件下具有足夠韌性不易出現低溫脆裂或低溫斷裂等問題。力學性能指溫度及介質內壓作用條件下管件具備足夠剛度及強度。同時，伴隨油氣工程大型化趨勢，管件逐步向大壁厚、高鋼級、大尺寸及高壓等方向發展。現階段西氣東輸三線及二線工程設計壓力為10MPa且管道外徑為1219mm，管件材質屈服強度不低于555MPa等同于X80鋼級鋼板或鋼管。在新形勢下，管件制造工藝以多次模壓拔制、多次加熱及高溫擠壓彎制為主要工藝。管件原材料鋼板或鋼管普遍采取控軋控冷工藝進行高綱級鋼板或鋼管生產，經長時間多次高溫加熱或短時間高溫加熱再經水急冷處理后，其晶粒度及金組織發生劇烈改變，促使其原有性能尤其是力學性能大幅下降。可見，為了保證管件與原材料性能相似，技術人員對于成型后管件實行熱處理技術。同時，管件尺寸及管件結構與管件制造工藝存在著密切聯系，而管件制造工藝與管件性能及管件質量直接掛鉤，管件性能及管件質量直接決定油氣工程所用管件運行穩定性及運行安全性。由于管件制造工藝（包含熱處理技術）與管件性能直接掛鉤，管件材質不同或規格不同管件制造工藝也不盡相同。針對規格尺寸及制造材質相同的管件，制造工藝不同管件性能也不盡相同。為了保證管件性能，技術人員明確規定了不同管件的制造工藝及制造流程，例如：高壓大直徑彎頭及大厚壁模壓拔制、高鋼級及應力分布復雜三通等，并且焊接工程中金屬焊接頭無法于焊接后進行破壞性取樣試驗，一旦進行試驗則焊接頭喪失其原有作用，技術人員檢測評定試驗其擬定焊接工藝規范焊接工藝流程確保焊接接頭質量及性能不受其影響[5]。為了落實焊接工藝流程及焊接工藝評定流程，國際制定相應的行業標準或國家標準，例如：以我國為例制定NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》等行業標準。同時，為了規范管件制造工藝流程，技術人員以管件制造工藝規定為主，提出細化程序性要求促使管件制造及試驗評估等流程有章可循有規可依，要求購買方書面認可管件制造工藝充分發揮其監督職能確認制造商是否執行管件制造工藝規范，以達到保證管件質量及管件性能的目標。管件制造成品試驗檢驗作為保證管件質量及管件性能的最終環節，管件試驗檢驗納入晶粒度、金相組織、硬度、沖擊試驗、力學性能、化學成分、表面質量、無損檢驗及幾何偏差要求等指標，而彎頭及三通等特殊位置必須詳細規定取樣位置。此外，上述檢驗項目必須規定相對應的檢驗方法，尤其是尺寸偏差檢驗必須規定其方法、工具及儀器。

2油氣集輸與長輸管道工程用管件標準現存問題

現階段我國油氣工程所用管件標準較為復雜，以SY/T0609-2006《優質鋼制對焊管件規范》、SY/T0510-2010《鋼制對焊管件規范》及GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》為典型代表，甚至存在企業標準或技術規格證書及SH管件標準等文件，明確規定管件性能及制造要求，例如：以GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》為例中提出“針對09Mn2VDR及16MnDR等低溫用鋼以符合GB150要求為前提條件進行低溫沖擊試驗”，但是上述技術規格尚不存在統一標準，技術性問題較為復雜亟待解決，例如：力學性能問題、沖擊韌性問題、管件硬度問題及金相問題等。其中，GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》中補充內容列出管件力學性能且多數工程合同要求列入明確合格標準后再予以檢驗，不止能威脅管件運行安全性及穩定性，更直接影響管件使用年限，并且SY/T0510-2010《鋼制對焊管件規范》中明確規定管件力學性能必須符合相關技術文件及標準要求存在自相矛盾問題。GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》中明確規定低溫指標忽略要求設計溫度超過零下20℃的非低溫鋼，其他要求補充列入合同且明確合同中合格標準，而SY/T0510-2010《鋼制對焊管件規范》中尚未明確規定管件沖擊試驗的合格標準。SY/T0609-2006《優質鋼制對焊管件規范》中尚未明確規定管件硬度，無法抵抗含有硫等腐蝕性油氣介質的侵蝕，必須補充規定列入設計規范，否則無法適用于天然氣凈化裝置及酸性環境內部集輸。SY/T0609-2006《優質鋼制對焊管件規范》、SY/T0510-2010《鋼制對焊管件規范》及GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》中正式條文均未明確規定管件金相，而GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》補充檢驗項目中說明金相指標，以購買方要求為主列入合同條例，針對模壓拔制、多次高溫加熱及高鋼級高壓大直徑三通管件已納入晶粒度及金相檢驗指標且列出檢驗結果。由此可見，工程設計文件選擇GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》等管件標準時及時補充管件性能要求指標不斷完善技術協議列入正式合同文件，明確規定其技術參數，以保證管件性能及管件強度為前提條件，結合其工程性質補充其他技術要求。以現有的管件標準粗略規定管件成型制造工藝及制造方法，即便管件成型方法難以產生安全性威脅，但是對于管件制造工藝尚不存在確切的程序化及規范化的規定，尚未明確管件是否遵循管件制造工藝規范。一旦管件標準執行力難以確保管件制造工藝符合其性能要求，將加大管件運行中的安全風險。此外，GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》中對于熱處理技術要求較為模糊，僅要求冷碳鋼成型、不銹鋼熱加工成型及CrMo鋼成型與冷加工成型等最終溫度低于750℃制作工藝制作管件進行熱處理，而對于鋼材制造工藝（內含成形溫度）加工管件尚未明確要求應用熱處理。

3結語

通過本文探究，認識到油氣工程常用管件標準明確規定試驗檢驗、制造工藝、使用年限及性能質量，以保證管件符合工程運行安全性及使用年限要求為前提條件，而實踐結果證明常用管件標準均存在不同程度的技術性問題亟待解決，直接影響管件設計及管件使用的安全性，以GB/T12459-2005《鋼制對焊無縫管件》為例中試驗檢驗、制造工藝、沖擊韌性及管件強度等指標均存在嚴重技術性問題。因此，技術人員以常用管件標準為切入點加大研究重視程度，不斷補充技術要求完善設計文件，例如：管件水壓試驗、管件規格尺寸、管件制造工藝及管件力學性能等。

參考文獻：

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作者:李帥 單位:大慶油田工程建設公司管道工程公司