不銹鋼無縫管在石油輸送項目中的具有應(yīng)用

 目前，世界上公認(rèn)不銹鋼無縫管是輸送石油、天然氣最為經(jīng)濟、安全、高效的長距離輸送方法之一，隨能源需求持續(xù)增加，促使不銹鋼無縫管建設(shè)的快速發(fā)展。管線輸送已成為繼路、鐵路、公路、航空運輸后的第五大運輸方式。不銹鋼無縫管是管線建設(shè)所需的基礎(chǔ)材料，管線鋼管的規(guī)格、性能和質(zhì)量直接影響管線的輸送能力和安全性。管線鋼管主要采用不銹鋼無縫管，鋼管按焊縫在鋼管上的分布方式可分為直縫鋼管和螺旋縫鋼管；按焊接方法可分為埋弧焊鋼管和高頻焊鋼管。在這些不銹鋼無縫管中，SAW鋼管更適合大口徑鋼管，而HFW鋼管適合中、小口徑不銹鋼無縫管。與SAW鋼管相比，HFW鋼管因尺寸精度和生產(chǎn)效率高、成本低，廣泛應(yīng)用于油氣輸送管、油井套管、結(jié)構(gòu)管等。隨現(xiàn)代能源需求的快速增加，天然氣管線向高壓、富氣輸送，對不銹鋼無縫管的強度和韌性也提出了更高要求。而HFW鋼管焊縫韌性低，顯著限制其在高壓輸氣管線中的應(yīng)用。

 不銹鋼無縫管是將帶鋼進行連續(xù)冷彎成型，逐漸在兩邊緣形成“V”形會合區(qū)，通過在“V”形區(qū)施加高頻感應(yīng)電流，“V”形區(qū)邊部在高頻感應(yīng)或電阻作用下形成的焦耳熱集中，使帶鋼邊部加熱至熔化的同時施加一定的擠壓力，實現(xiàn)鍛焊的一種焊管生產(chǎn)工藝過程[8]。影響焊縫的質(zhì)量的主要因素有原材料、成型工藝、焊接工藝、焊后熱處理工藝等所致的夾雜物、冷焊、灰斑、異常組織等。大量的研究表明，HFW鋼管焊接過程中形成冷焊、灰斑、夾雜物是導(dǎo)致焊縫韌性降低最主要的原因。隨現(xiàn)代冶金、焊接、檢測、自動化、信息技術(shù)的發(fā)展，使HFW鋼管的質(zhì)量有顯著提升。材料的冶金質(zhì)量和性能的改善，顯著降低了焊縫韌脆轉(zhuǎn)變溫度；成型和焊接理論和控制技術(shù)的進步，使成型和焊接參數(shù)控制更加精確，出現(xiàn)冷焊、灰斑等缺陷的幾率幾乎降低為零；等離子等新型防氧化技術(shù)的應(yīng)用，顯著降低焊縫中氧化物夾雜的含量和尺寸；現(xiàn)代檢查標(biāo)準(zhǔn)及信息技術(shù)的進步，實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量控制過程的可追溯，也為鋼管質(zhì)量的提升和使用安全提供了質(zhì)量保證。不銹鋼無縫管質(zhì)量的提升，顯著拓展了不銹鋼無縫管的應(yīng)用領(lǐng)域。在北美、日本、澳大利亞等發(fā)達國家，高強HFW鋼管在高壓油氣輸送得到廣泛應(yīng)用，甚至一些高強X70、X80鋼級HFW管已應(yīng)用到低溫、高溫等嚴(yán)苛的工況條件。

 我國自上世紀(jì)90年代，不銹鋼無縫管開始批量應(yīng)用于重點油氣輸送領(lǐng)域。然而，由于裝備技術(shù)水平和檢查評價標(biāo)準(zhǔn)的限制，使HFW鋼管產(chǎn)品存在的一些質(zhì)量問題且未能及時發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場密封性水壓試驗時出現(xiàn)了爆裂或泄漏事故。正是由于不銹鋼無縫管應(yīng)用出現(xiàn)的這些問題，導(dǎo)致了國內(nèi)管線設(shè)計和應(yīng)用企業(yè)對HFW鋼管產(chǎn)生嚴(yán)重的信任危機，至使不銹鋼無縫管幾乎退出了國內(nèi)高壓油氣輸送市場。相反，也正是由于這些事件，促使鋼管行業(yè)開展大量實質(zhì)的研究和設(shè)備改造，顯著提升了不銹鋼無縫管生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，獲得了大量出口訂單。但這些成績?nèi)晕赐耆龂鴥?nèi)市場對不銹鋼無縫管質(zhì)量的擔(dān)憂。如何完整評價鋼管的質(zhì)量水平，提升對不銹鋼無縫管質(zhì)量的信心是鋼管企業(yè)爭取國內(nèi)市場急需解決的關(guān)鍵問題。在現(xiàn)有的通用不銹鋼無縫管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，如API ]和GB/T石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管，詳細(xì)規(guī)定了HFW鋼管的檢測項目、批次等，但是這些檢測僅僅對應(yīng)相應(yīng)的性能參數(shù)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，但并未能消除國內(nèi)市場對不銹鋼無縫管安全性的顧慮。因此，探索更加完整的評價體系，綜合評價不銹鋼無縫管的質(zhì)量，對提高HFW鋼管的技術(shù)水平，推動HFW鋼管在國內(nèi)油氣輸送工程中的應(yīng)用具有重要的意義。