煉油工程中石油裂化用無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)分析

隨著近年來我國(guó)石油化工原有結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及石化裝置朝著大型化、采用新工藝、新裝備的趨勢(shì)發(fā)展,對(duì)于石油裂化用無縫鋼管質(zhì)量以及品種都提出了更高的要求。與此同時(shí)國(guó)內(nèi)的無縫鋼管的制造業(yè)水平和產(chǎn)品質(zhì)量也較之以前取得了明顯的進(jìn)展。為此有必要對(duì)現(xiàn)行的GB 9948—2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析并提出修改意見,以達(dá)到提升標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平、滿足石化行業(yè)的發(fā)展需求以及促進(jìn)石化用無縫鋼管質(zhì)量的提升。文章主要從石油裂化用無縫鋼管常用標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)對(duì)比、國(guó)標(biāo)與國(guó)際及國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比、以及石油裂化用無縫鋼管的改善建議三方面進(jìn)行了詳盡的論述。

石油化工行業(yè)作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一,在能源消耗與日俱增的今天,促使石化行業(yè)逐漸的朝著深度加工、油化一體以及生產(chǎn)過程的高效清潔的方向發(fā)展。而無縫鋼管是石油化工行業(yè)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)、設(shè)備制造以及工廠建設(shè)的重要原材料,鋼管必須滿足耐高壓、耐高溫以及耐腐蝕的要求。同時(shí)由于無縫鋼管接觸的媒介一般具有易燃易爆、有毒有害的性質(zhì),因此其質(zhì)量也直接的影響到環(huán)境以及人身的生命安全。為此對(duì)煉油工程中石油裂化用無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,不斷的改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,對(duì)于指導(dǎo)、規(guī)范現(xiàn)實(shí)的鋼管質(zhì)量具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1石油裂化用無縫鋼管常用標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)對(duì)比

我國(guó)現(xiàn)行的GB 9948—2006標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比具有以下幾點(diǎn)特殊之處:

(1)我國(guó)考慮到鍋爐與石化使用的特點(diǎn)不同,將其分別制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),而在ISO、歐盟、美國(guó)以及日本的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中則是使用的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

(2)我國(guó)的GB 9948—2006標(biāo)準(zhǔn)將不銹鋼、合金鋼以及碳素鋼納入同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),而日本則是將三種鋼材分別制定各自的標(biāo)準(zhǔn),ISO、美國(guó)以及歐盟出現(xiàn)了將合金鋼與碳素鋼或者合金鋼與不銹鋼納入同一標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。

(3)近年來對(duì)于12Cr2Mo(T/P22)這一鋼種的需求量加大,但是在GB 9948—2006標(biāo)準(zhǔn)中沒有相應(yīng)的牌號(hào)。

(4)美國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于石化行業(yè)經(jīng)常采用的Cr5Mo(T5/P5)規(guī)定了三種化學(xué)成分以及相應(yīng)的熱處理工藝,同時(shí)在T5b/P5b中規(guī)定了1%—5%的si元素含量以及不大于0.12%的C元素含量；而在歐盟的相關(guān)規(guī)定中卻沒有對(duì)該鋼種的化學(xué)成分作出說明,但對(duì)于熱處理方式也做出了相應(yīng)的規(guī)定。但是我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中并沒有涉及上述的相關(guān)規(guī)定。

(5)中國(guó)的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中沒有涉及到石化行業(yè)中常用到的Cr9Mo(T9/P9)以及10Cr1Mo(T11/P11)這兩種鋼種,但是歐盟與美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中有相關(guān)的規(guī)定。

2我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)總體水平評(píng)價(jià)

GB 9948—2006作為石化行業(yè)重要的原材料標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際的應(yīng)用中基本可以滿足鋼管用戶、鋼管制造以及設(shè)計(jì)院所的需求。但是通過與國(guó)際、國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)現(xiàn)行的鋼管標(biāo)準(zhǔn)在力學(xué)性能、外形、工藝性能、化學(xué)成分以及尺寸允許偏差等方面的指標(biāo)均存在一定的差異,但是總體的水平平已經(jīng)達(dá)到甚至超過了國(guó)際以及國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。

但是我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)的制定也存在著一定的盲目性,其首要的因素是由于我國(guó)在材料基礎(chǔ)研究方面的投入不足,以至于積累的數(shù)據(jù)有限,當(dāng)制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)往往是通過對(duì)于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤、收集以及轉(zhuǎn)化來制定本國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。此外我國(guó)的鋼管制造行業(yè)對(duì)于我國(guó)國(guó)產(chǎn)材料的高溫腐蝕性能以及長(zhǎng)期高溫蠕變性能的研究較為的缺乏,同時(shí)對(duì)國(guó)產(chǎn)材料與進(jìn)口材料在加工、焊接以及高溫運(yùn)行后的性能變化沒有深入的對(duì)比分析,因此也不能準(zhǔn)確的判定國(guó)產(chǎn)鋼材的壽命以及質(zhì)量是否達(dá)到進(jìn)口鋼材的水平。這些問題的存在直接的導(dǎo)致我國(guó)鋼管制造也與用戶之間的斜街短缺以及仍存在借用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。

此外經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn),我國(guó)的國(guó)標(biāo)與國(guó)際、國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)在尺寸交貨方式、尺寸精度和外形精度、化學(xué)成分和力學(xué)性能要求、工藝性能要求以及其他檢驗(yàn)項(xiàng)目都存在著較多的差異。例如我國(guó)國(guó)標(biāo)中以及日本的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸交貨方式為公稱壁厚或者是公稱外徑,而相對(duì)的歐盟以及美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)還增加了多種尺寸的交貨方式；鋼種含有的有害元素質(zhì)量百分量,例如P、S等也存在不一致之處；為了保證鋼管的工藝性能,我國(guó)規(guī)定外徑為22—400mm的鋼管要進(jìn)行壓扁實(shí)驗(yàn),相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)與美國(guó)一致,只是美國(guó)使用的是兩步實(shí)驗(yàn)。

3完善標(biāo)準(zhǔn)建議

3.1強(qiáng)化自主研發(fā)力度

加強(qiáng)石油裂化用無縫鋼管的研發(fā)以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的研究力度,以滿足國(guó)產(chǎn)化石油裂化管的需求。我國(guó)在大型石化裝置用管方面不能長(zhǎng)期的依賴于傳統(tǒng)的引進(jìn)、消化吸收以及國(guó)產(chǎn)化研發(fā)的傳統(tǒng)路子,而應(yīng)該逐漸的針對(duì)本行業(yè)以及用戶的具體需求以及石油裂化用管的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)石油裂化用管進(jìn)行一定的前瞻性的開發(fā),例如大力的開發(fā)抗腐蝕、耐高溫的新材料。同時(shí)開展對(duì)于重要材料的性能研究,通過跟蹤材料的應(yīng)用,不斷的將新的研究成果納入新的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2滿足用戶需求

要及時(shí)的根據(jù)用戶對(duì)于鋼管的質(zhì)量以及品種的要求對(duì)GB9948—2006進(jìn)行修正,以滿足客戶對(duì)于高質(zhì)量鋼管的使用要求以及彌補(bǔ)鋼管標(biāo)準(zhǔn)存在的不足,具體的修改建議如下:

(1)在新的標(biāo)準(zhǔn)中增加目前大量使用的Cr2Mo(T22/P22)以及的10Cr1Mo(T11/P11)牌號(hào)。

(2)建議在標(biāo)準(zhǔn)中增加目前大型石化中已經(jīng)被廣泛的使用的高溫抗氧化性能鋼種以及更高級(jí)別的抗氫鋼種Cr9Mo(P9/T9)。這一鋼種主要的應(yīng)用煉油廠焦化、常減壓以及催化重整等裝置中管式爐以及工藝管道。一般要求的工作環(huán)境條件為:短時(shí)的溫度為795℃,長(zhǎng)期工作溫度不高于650℃,管內(nèi)的工作壓力小于10MPa,管內(nèi)的介質(zhì)主要是油品/油氣、氫氣、高溫硫以及硫化氫,當(dāng)用于焦化裝置時(shí),鋼管需要承受交變荷載的作用。

(3)調(diào)整鋼種的化學(xué)成分要求,使之與GB5310—2008的成分要求一致,與此同時(shí)不銹鋼牌號(hào)按照GB/T20807—2007的標(biāo)準(zhǔn)命名規(guī)則也要作出修改。

(4)在標(biāo)準(zhǔn)中增加按照公稱內(nèi)徑、最小壁厚的交貨方式,并相應(yīng)的增加尺寸允許的偏差要求。

(5)考慮增加碳素鋼管抗硫化物應(yīng)力開裂以及抗氫開裂對(duì)于管材的特殊要求。例如抗硫化氫腐蝕鋼管增加碳含量、屈服比以及硬度上限等要求。

(6)為了便于和國(guó)外的鋼管石化公司交流,要制定GB9948—2006英文版。

4結(jié)語

文章主要的分析對(duì)比了GB 9948—2006標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際、國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際、國(guó)外的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)基本一致,但是由于我國(guó)的石油化工行業(yè)發(fā)展迅猛,致使現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)的發(fā)展存在著一定的差距。為此要參考以上提出的幾點(diǎn)建議以及現(xiàn)實(shí)的需求,盡快的修訂現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)制管行業(yè)與用戶方要不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)材料的研究,為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)修訂提供充足的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。