2、我国石油、天然气输送钢管的发展概况.PDFVIP

1 2、我国石油、天然气输送钢管的发展概况 世界上输送油气主要是用钢管，其管型大致有三种：埋弧焊管（SAW）有直缝埋弧焊管（LSAW） 和螺旋埋弧焊管（SSAW）；高频直缝焊管 （ERW）以及无缝钢管（SMLS）。我国也是如此， 主要有LSAW、SSAW、ERW和SMLS这几种类型的钢管。下面分别叙述这几种管型的技术特 征、 应用范围等。这首先要阐述石油、天然气输送对管道工艺的主要技术要求。 石油、天然气输送对管道主要技术要求 石油天然气输送对管道的通用技术要求主要有三点，一是必要的强度、刚度、冲击韧性和可焊 性，由于输送介质—石油和天然气的不相同以及天然气有富 气和常用的已净化过的天然气的区 别，以及有输送的地段（河流穿越段和陆上输送段（又有一、二、三、四类地区）和海底输送 段）不同，对钢管有不同的技术要 求。 输送介质有流体（气体、油、水）和浆体（矿浆、煤浆）的区别，钢管性能也有区别。 具体来说，输油管干线有5 个特点：①管线一般直径≤Φ900mm；②管线钢材强度级别一般为 X56～X65钢级之间；③主要要求在性能上突出保证焊接；④材料用低碳-锰钢W（C）≤0.1%， W（Mn）≤0.015%；⑤显微基体选用珠光体+铁素体基体。 输气管干线也有5 个特点：①管线直径一般≥Φ900～1200mm；②管材强度级别一般为X70～ X120钢级之间；③主要要求在性能上突出保 证对延性断裂有“止裂”性能和良好焊接性能；④ 显微基体选用超高韧性针状铁素体型（SuperToughAcicularFerrite Steel）。这种钢比输油用钢有 更好的焊接性能（Pcm≤0.20），相当高的冲击韧性（250-500J）。 浆体输送管线除了强度、刚度要求之外，还要求有抗水介质带来的腐蚀和承受高速运动 （≥1.5m/s）的固态物料带来的对管体冲蚀作用的能力。 无缝钢管主要用于穿越段地形，不锈钢直缝焊管用于输送首站集输管线，这里就不详述了。 2.2 直缝埋弧焊管（LSAW）、螺旋焊管（SSAW）和高频直缝焊管（ERW）的应用范围和技术 特点。 2.2.1 螺旋埋弧焊管（SSAW） 螺旋焊管（SSAW）首先应用于我国石油天然气管线，这是因为我国在上个世纪50-70年代尚缺 乏热轧宽带钢，因此螺旋焊管就发挥了它可以应用 窄带钢的优势，其优点主要有4点：①钢管 直径与带钢宽度不再受“π”的比例的约束；②螺旋线在理论上可以在输气时对止裂性能有帮助； ③直径最大可以达到 2500mm以上，适用于输水管线；④成型设备比较简单，基建投资较少。 螺旋焊管应用受到局限性主要有4点：①存在较复杂的残余能力，以及分布和量值大小变化较 大；②从基于应变的设计理念来看，螺旋焊管抗大变型能力 要弱一些；③受到壁厚的限制，一 般壁厚S≤25mm；④受到钢级的限制，一般高强度钢级X90～X120的开发仅限于直缝埋弧焊管。 因此，对螺旋焊管的使 用，应当扬长避短，输送天然气时它适用于一类地区和二类地区。 2.2.2 直缝埋弧焊管（LSAW） 直缝埋弧焊管在中国应用于油气输送工程比较晚，但起步迅速，发展步子大，成绩显著。因为 它有下列优点：①成型工艺比较容易，有预焊及精悍，焊接 质量比较容易保证；②有全管扩径 工艺，比较容易消除应力，残余应力较小；③几何精度和力学性能较好，质量稳定，可靠性高； ④应用广泛，可以应用于油气管 线，可以用于陆上二、三、四类地区、穿越段及海底管线；⑤ 可以达到高钢级≥X120，大壁厚≥40mm。它的局限性有：①直径一般在≤Φ1422mm，受 到板宽 的限制；②UOE成型方式投资昂贵，JCOE成型方式适用于中型企业。③直径＜Φ406mm 时， 制作上不够经济。 2.2.3 高频焊直缝焊管（ERW） 高频直缝焊管（ERW）在我国起步较早，但应用于石油、天然气输送，是在上个世纪 80年代 后期才开始。它的优点是：①使用热轧带钢作原料，尺 寸、精度高，内外壁光滑适用于中小直 径的支线和城市天然气管线，管径Φ168～Φ660mm，壁厚8～25mm 范围，钢级在X56～X80 之间；②适用于 连续生产，焊速较高，Vmax≥20m/分；③用途广泛，还可用于制造石油油井管， 也适用于海底输送管线，甚至高寒地带输送管线。局限性在于：①不能作主 干线的天然气管线； ②管径≤Φ219时，容易受到塑料管的竞争；③制作工艺上，焊接时不用焊条，焊缝的力学性能 可以达到但不容易超过母材。 2.3 石油、天然气输送焊管在我国发展概况 石油、天然气输送焊管在我国由于“西气东输”工程的拉动，促进我国冶金工业热轧板卷发展很 快，由于有了原料支撑，钢管企业蓬勃发展，关键设备从国外引进，很快