管線管、油管和套管的主要技術要求

管線管、油管和套管的主要技術要求

A  目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管采用的標準

目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管采用的標準有：

(1)美國石油學會的API SPEC 5L《管線管規范》；

(2)國際標準ISO 3183—1、2、3《石油天然氣輸送鋼管交貨技術條件》；

(3)對于一些重要的長輸管線，根據具體的使用環境都有自己的補充采購技術條件。

B   在API油氣輸送鋼管標準中鋼管的分類及其主要區別

按照API SPEC 5L的規定，輸送鋼管分為PLSl和PLS2兩個產品級別，對這兩類產品規定了不同的技術條件。其主要區別是：相對于PLS1、PLS2級別對碳當量、斷裂韌性、大屈服強度和大抗拉強度規定了強度要求。對硫、磷等有害元素的控制也更加嚴格：無縫管的無損檢驗成為強制要求。對質保書必須填寫的內容及試驗完成后可追溯性成為強制要求。

C   在IS0油氣輸送鋼管標準中鋼管的分級及其主要區別

在ISO 3183油氣輸送鋼管標準中，鋼管按照質量要求之間的差異，共分為A、B、C三部分，也被稱為A、B、C三級要求。其主要區別是：在ISO 3183一1A級標準要求中制定了與API SPEC 5L的規定相當的基本質量要求，這些主要的質量要求是通用的；在ISO 3183—2B級標準要求中除基本要求之外附加了有關韌性和無損檢驗方面的要求；還有某些特殊用途，例如酸性環境、海洋條件及低溫條件等對鋼管的質量和試驗有著非常嚴格的要求，這些主要反映在IS0 3183_3C級標準要求中。

D  油氣輸送管道對鋼的主要性能要求

油氣輸送管道對鋼的主要性能要求包括：

(1)強度  一般的油氣輸送管道都是根據鋼材的屈服強度設計的。采用屈服強度較高的鋼制管，可以提高管道工作壓力，獲得較好的經濟效益：因此．管道用鋼的屈服強度已經從初的碳素鋼逐步發展起來，20世紀40年代為)X42一X52鋼級．60年代末達到X60一x70鋼級。現已正式生產和正式使用屈服強度已達到更高的X80~X100鋼級。

(2)韌性   20世紀50年代和60年代，世界許多地區都發生過油氣管道的破裂事故，通過對這些事故的分析，大大促進了人們對管道韌性指標的認識。API 5L規定，除常規的機械性能檢測外，生產廠還應按SR5和SR6補充要求進行V形缺口夏比沖擊試驗和落錘撕裂實驗（即DWTT）,鋼管出廠前應進行嚴格的無損檢驗。盡管如此，對于長輸管道來說，要完全避免破裂是困難的，還必須著眼于裂紋失穩擴展的阻止。研究表明，可以用控制DWTT值得辦法達到止裂。為此，世界許多國家對管道鋼規定了DWTT試驗的端口剪切面積百分比的低值。

(3)可焊性  由于野外敷設管道的現場條件惡劣，鋼管對接焊接時要求有良好的可焊性。可焊性差的鋼管在焊接時易在焊縫處產生裂紋，并造成焊縫及熱影響區硬度增高、韌性下降，增加管道破裂的可能性。鋼材可焊性設計原則是對馬氏體轉變點及淬硬性的控制。根據合金元素對馬氏體轉變點的影響和實際經驗確定的碳當量計算公式，可用來評定鋼的可焊性。普遍采用的碳當量公式為：

Ceq=w（C）+w（Mn）/6+[w（Cr）+w（Mo）+w（V）]/5 +(W(Ni)+w（Cu）)/15

Ceq一般應控制在0．40％以下。．實際上，大多數鋼廠均控制在0．35％以下：

(4)延展性 如果延展性不足，會導致冷彎成形過程鋼板劈裂或在焊接過程產生層狀撕裂。因此，API標準對管道焊管除規定進行壓扁試驗外，還要求進行導向彎曲試驗。提高延展性的關鍵是減少鋼中非金屬夾雜物并控制夾雜物的形態和分布。

(5)耐腐蝕性 在輸送含硫油氣時，管道內壁接觸硫化氫和二氧化碳，從而導致氫脆和應力腐蝕破裂。一般采用降低鋼的含硫量、控制硫化物形態、改善沿壁厚方向的韌性等措施。其主要特點是通過微合金化和控制軋制，在熱軋狀態下獲得高強度、高塑性、高韌性和良好的可焊性。為了全面滿足石油天然氣輸送管道對鋼的性能要求，除了嚴密的合金設計外，對硫、磷等有害元素的控制也非常嚴格。一般含硫量控制在0．010％以下，以提高鋼的塑性、韌性，特別是橫向韌性。

在API 5CT標準中套管和油管分為4組、19個鋼級。按照制造方法，又分為無縫鋼管和焊管兩大類。除L80-9Cr、LJ80-13CI。、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼級限定使用無縫鋼管外，其他鋼級不僅可以使用無縫鋼管還可以使用電阻焊或電感應焊接方法生產的直縫焊管。

其熱處理工藝，除第1組3個鋼級外，第l組N80Q類、第2、3、4組共14個鋼級都必須進行全長淬火+回火處理，并對第2組的8個鋼級規定了低回火溫度。對第1組、第2組M65鋼級和第3組共7個鋼級只規定了S、P含量大值，而未規定其他主要化學成分。對第2組和第4組共12個鋼級規定了化學成分要求。