油氣集輸及長(zhǎng)輸管道工程用管件標(biāo)準(zhǔn)
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摘要：我國(guó)油氣工程仍停留于長(zhǎng)期建設(shè)及大規(guī)模發(fā)展階段，大量油氣管件投入建設(shè)使用，管件質(zhì)量及管件性能與工程運(yùn)行安全性及使用年限存在著密切聯(lián)系。為了保證油氣工程用管件質(zhì)量及管件性能，技術(shù)人員正確應(yīng)用管件標(biāo)準(zhǔn)及管件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。然而，我國(guó)管件標(biāo)準(zhǔn)仍存在不同程度的亟待解決的技術(shù)問題。本文以油氣集輸及長(zhǎng)輸管道工程用管件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容為切入點(diǎn)，就提出的具體修訂內(nèi)容進(jìn)行深入探究。
關(guān)鍵詞：油氣集輸；長(zhǎng)輸管道；管件標(biāo)準(zhǔn)
天然氣凈化工程中長(zhǎng)輸管道及油氣集輸管件運(yùn)行安全性及使用年限與管件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及管件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用要點(diǎn)存在著密切聯(lián)系。我國(guó)油氣工程建設(shè)常用管件標(biāo)準(zhǔn)較為復(fù)雜，例如：SY/T0609-2006《優(yōu)質(zhì)鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》、SY/T0510-2010《鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》及GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》等，管件標(biāo)準(zhǔn)以確保管件質(zhì)量及性能為前提條件納入檢驗(yàn)試驗(yàn)、制造工藝、化學(xué)成分、金相、硬度、沖擊韌性及力學(xué)性能等指標(biāo)，而上述指標(biāo)均存在不同程度的技術(shù)性問題，客觀上加劇了安全運(yùn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)。其中，管件指管道系統(tǒng)中發(fā)揮支撐、密封、分流、變向、控制及連接等作用的零部件統(tǒng)稱。鑒于此，本文針對(duì)油氣集輸及長(zhǎng)輸管道工程管件標(biāo)準(zhǔn)的研究具有重要意義。
1油氣集輸與長(zhǎng)輸管道工程用管件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)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(guī)格最為復(fù)雜且應(yīng)用范圍最為廣泛，納入尺寸規(guī)格、制造工藝、力學(xué)性能及受理狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行制作，尤其是模壓拔制三通制作要求最為嚴(yán)格。管件運(yùn)行安全性及運(yùn)行穩(wěn)定性不止是管件設(shè)計(jì)、管件制造及管件安裝的核心要求，更是符合管件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的首要條件。由此可見，管件標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定管件性能及管件質(zhì)量，納入化學(xué)成分、組織晶粒度、硬度、沖擊韌性及力學(xué)性能等指標(biāo)。其中，化學(xué)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(zhì)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(zhì)作用條件下管件具備較低氫致裂紋及應(yīng)力腐蝕概率。沖擊韌性主要評(píng)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(xiàn)低溫脆裂或低溫?cái)嗔训葐栴}。力學(xué)性能指溫度及介質(zhì)內(nèi)壓作用條件下管件具備足夠剛度及強(qiáng)度。同時(shí)，伴隨油氣工程大型化趨勢(shì)，管件逐步向大壁厚、高鋼級(jí)、大尺寸及高壓等方向發(fā)展。現(xiàn)階段西氣東輸三線及二線工程設(shè)計(jì)壓力為10MPa且管道外徑為1219mm，管件材質(zhì)屈服強(qiáng)度不低于555MPa等同于X80鋼級(jí)鋼板或鋼管。在新形勢(shì)下，管件制造工藝以多次模壓拔制、多次加熱及高溫?cái)D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(jìn)行高綱級(jí)鋼板或鋼管生產(chǎn)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間多次高溫加熱或短時(shí)間高溫加熱再經(jīng)水急冷處理后，其晶粒度及金組織發(fā)生劇烈改變，促使其原有性能尤其是力學(xué)性能大幅下降?？梢?，為了保證管件與原材料性能相似，技術(shù)人員對(duì)于成型后管件實(shí)行熱處理技術(shù)。同時(shí)，管件尺寸及管件結(jié)構(gòu)與管件制造工藝存在著密切聯(lián)系，而管件制造工藝與管件性能及管件質(zhì)量直接掛鉤，管件性能及管件質(zhì)量直接決定油氣工程所用管件運(yùn)行穩(wěn)定性及運(yùn)行安全性。由于管件制造工藝（包含熱處理技術(shù)）與管件性能直接掛鉤，管件材質(zhì)不同或規(guī)格不同管件制造工藝也不盡相同。針對(duì)規(guī)格尺寸及制造材質(zhì)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(shù)人員明確規(guī)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(jí)及應(yīng)力分布復(fù)雜三通等，并且焊接工程中金屬焊接頭無法于焊接后進(jìn)行破壞性取樣試驗(yàn)，一旦進(jìn)行試驗(yàn)則焊接頭喪失其原有作用，技術(shù)人員檢測(cè)評(píng)定試驗(yàn)其擬定焊接工藝規(guī)范焊接工藝流程確保焊接接頭質(zhì)量及性能不受其影響[5]。為了落實(shí)焊接工藝流程及焊接工藝評(píng)定流程，國(guó)際制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，例如：以我國(guó)為例制定NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為了規(guī)范管件制造工藝流程，技術(shù)人員以管件制造工藝規(guī)定為主，提出細(xì)化程序性要求促使管件制造及試驗(yàn)評(píng)估等流程有章可循有規(guī)可依，要求購買方書面認(rèn)可管件制造工藝充分發(fā)揮其監(jiān)督職能確認(rèn)制造商是否執(zhí)行管件制造工藝規(guī)范，以達(dá)到保證管件質(zhì)量及管件性能的目標(biāo)。管件制造成品試驗(yàn)檢驗(yàn)作為保證管件質(zhì)量及管件性能的最終環(huán)節(jié)，管件試驗(yàn)檢驗(yàn)納入晶粒度、金相組織、硬度、沖擊試驗(yàn)、力學(xué)性能、化學(xué)成分、表面質(zhì)量、無損檢驗(yàn)及幾何偏差要求等指標(biāo)，而彎頭及三通等特殊位置必須詳細(xì)規(guī)定取樣位置。此外，上述檢驗(yàn)項(xiàng)目必須規(guī)定相對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)方法，尤其是尺寸偏差檢驗(yàn)必須規(guī)定其方法、工具及儀器。
2油氣集輸與長(zhǎng)輸管道工程用管件標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)存問題
現(xiàn)階段我國(guó)油氣工程所用管件標(biāo)準(zhǔn)較為復(fù)雜，以SY/T0609-2006《優(yōu)質(zhì)鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》、SY/T0510-2010《鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》及GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》為典型代表，甚至存在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)格證書及SH管件標(biāo)準(zhǔn)等文件，明確規(guī)定管件性能及制造要求，例如：以GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》為例中提出“針對(duì)09Mn2VDR及16MnDR等低溫用鋼以符合GB150要求為前提條件進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn)”，但是上述技術(shù)規(guī)格尚不存在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)性問題較為復(fù)雜亟待解決，例如：力學(xué)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(duì)焊無縫管件》中補(bǔ)充內(nèi)容列出管件力學(xué)性能且多數(shù)工程合同要求列入明確合格標(biāo)準(zhǔn)后再予以檢驗(yàn)，不止能威脅管件運(yùn)行安全性及穩(wěn)定性，更直接影響管件使用年限，并且SY/T0510-2010《鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》中明確規(guī)定管件力學(xué)性能必須符合相關(guān)技術(shù)文件及標(biāo)準(zhǔn)要求存在自相矛盾問題。GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》中明確規(guī)定低溫指標(biāo)忽略要求設(shè)計(jì)溫度超過零下20℃的非低溫鋼，其他要求補(bǔ)充列入合同且明確合同中合格標(biāo)準(zhǔn)，而SY/T0510-2010《鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》中尚未明確規(guī)定管件沖擊試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)。SY/T0609-2006《優(yōu)質(zhì)鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》中尚未明確規(guī)定管件硬度，無法抵抗含有硫等腐蝕性油氣介質(zhì)的侵蝕，必須補(bǔ)充規(guī)定列入設(shè)計(jì)規(guī)范，否則無法適用于天然氣凈化裝置及酸性環(huán)境內(nèi)部集輸。SY/T0609-2006《優(yōu)質(zhì)鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》、SY/T0510-2010《鋼制對(duì)焊管件規(guī)范》及GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》中正式條文均未明確規(guī)定管件金相，而GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》補(bǔ)充檢驗(yàn)項(xiàng)目中說明金相指標(biāo)，以購買方要求為主列入合同條例，針對(duì)模壓拔制、多次高溫加熱及高鋼級(jí)高壓大直徑三通管件已納入晶粒度及金相檢驗(yàn)指標(biāo)且列出檢驗(yàn)結(jié)果。由此可見，工程設(shè)計(jì)文件選擇GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》等管件標(biāo)準(zhǔn)時(shí)及時(shí)補(bǔ)充管件性能要求指標(biāo)不斷完善技術(shù)協(xié)議列入正式合同文件，明確規(guī)定其技術(shù)參數(shù)，以保證管件性能及管件強(qiáng)度為前提條件，結(jié)合其工程性質(zhì)補(bǔ)充其他技術(shù)要求。以現(xiàn)有的管件標(biāo)準(zhǔn)粗略規(guī)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(chǎn)生安全性威脅，但是對(duì)于管件制造工藝尚不存在確切的程序化及規(guī)范化的規(guī)定，尚未明確管件是否遵循管件制造工藝規(guī)范。一旦管件標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)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(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》中對(duì)于熱處理技術(shù)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(jìn)行熱處理，而對(duì)于鋼材制造工藝（內(nèi)含成形溫度）加工管件尚未明確要求應(yīng)用熱處理。
3結(jié)語
通過本文探究，認(rèn)識(shí)到油氣工程常用管件標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定試驗(yàn)檢驗(yàn)、制造工藝、使用年限及性能質(zhì)量，以保證管件符合工程運(yùn)行安全性及使用年限要求為前提條件，而實(shí)踐結(jié)果證明常用管件標(biāo)準(zhǔn)均存在不同程度的技術(shù)性問題亟待解決，直接影響管件設(shè)計(jì)及管件使用的安全性，以GB/T12459-2005《鋼制對(duì)焊無縫管件》為例中試驗(yàn)檢驗(yàn)、制造工藝、沖擊韌性及管件強(qiáng)度等指標(biāo)均存在嚴(yán)重技術(shù)性問題。因此，技術(shù)人員以常用管件標(biāo)準(zhǔn)為切入點(diǎn)加大研究重視程度，不斷補(bǔ)充技術(shù)要求完善設(shè)計(jì)文件，例如：管件水壓試驗(yàn)、管件規(guī)格尺寸、管件制造工藝及管件力學(xué)性能等。
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作者:李帥 單位:大慶油田工程建設(shè)公司管道工程公司
