X80管线钢在高压大流量输气管道上的应用和发展前景.PDF

X80 管线钢在高压大流量输气管道上的应用与发展前景 黄志潜 中国石油物资装备(集团)总公司 摘 要 本文概述了 X80 级管线钢在国外输气管道上的应用和国内业界在应用X80 级管线钢方面存在的困惑。介绍了澳大利亚业界的分析和观点以及国外在应用 X80 级管线 钢方面的标志性进展。总结了在此基础上召开的《2004 北京X80 级管线钢及钢管国际研讨 会》的主要结论。对国内应用X80 级管线钢的前景作了分析与建议。 关键词 输气管道 X80 级管线钢 设计 制造 施工 运行 应用前景 1 概述 国外X80 级管线钢的开发已经有20 多年，生产与使用也有了15 年以上的 历史。在X80 级管线钢的管道设计、冶炼与轧制、钢管制造、现场焊接工艺、 管道防腐保护与运营维护等方面已积累了丰富的经验。目前国外普遍认为X80 级管线钢的工业应用在技术上已经不存在问题。 2 国内的困惑 尽管国外高压输气管道使用X80 级管线钢已有15 年以上的历史，但是为什 么至今全世界使用并不广泛，总量也不过1600 km 左右。是因为还有什么关键 技术问题没有解决，还是因为没有经济效益？这个问题近几年来一直困扰着国内 管道工业界，在一定程度上影响着对应用X80 级管线钢的认识和规划。 3 澳大利亚管道工业协会(APIA)的分析 澳大利亚的输气管道管径多在500mm 以下，但广泛使用很高的输气压力， 通常为15Mpa。我们的澳大利亚同行也具有相似的困惑，即在X80 已经可以供 货15 年之后，澳大利亚的高压输气管道的管材为什么仍以X70 为主，X80 只是 在少量管道上使用？使用X80 可以带来什么好处，同时又具有什么风险？ 为了解决这些问题，澳大利亚管道工业协会在于2002 年10 月召开了一次 X80 管线钢应用专题研讨会，邀请澳大利亚国内外与输气管道有关的各领域的专 1 [1] 家一起进行分析。形成了以下主要结论 ： (1)采用X80 肯定可以带来经济效益。同一项目用X80 代替X70 ，管材费用 可以节省8~12%，项目总费用可以节省3~5% 。 (2)在同一条输气管道上用X80 代替X70 ，并没有什么重大技术问题需要解 决，也不会因此带来什么附加的风险。与会人士的一致共识是，X80 的工业应用 是一项业经证实的成熟技术(A proven technology)。 (3)管线钢由X70 发展到X80 级，技术上的跨越并不太大。相比之下，当初 由X65 发展到X70 级的技术提升的幅度更大。实际上，X80 钢材的冶炼和轧制 技术与X70 基本相同，这在生产实践中已经得到证实。 (4)X80 级钢管的制造技术与X70 级钢管基本相同，属于常规工艺。钢管质 量的一致性和性能的重复性均可达到预期的结果，不存在什么困难。 (5)在现场焊接方面，包括德国RuhrGas、英国Transco、加拿大Trans Canada( 以下简称TCL)在内的多家X80 输气管道业主指出，不论采用气体保护 自动焊(GMAW)或是手工焊方法，在焊缝质量、生产速度、强度匹配和生产成本 等方面均可获得满意的结果。澳大利亚标准AS 2885.2-2002 完全适用于X80 钢 管的现场焊接，可供参考。 (6)采用X80 级钢材后管道的壁厚减小，会不会因钢管的刚度下降导致在施 工和运营中发生钢管变形和失稳问题？对此会议的结论是，管道的刚度主要是由 管径对壁厚的比值(D/ t)决定的。采用X80 级钢材后，在管道壁厚减小的同时， 只要管道采用足够高的输气压力，就可以使直径减小，D/ t 值往往还能下降。 (7)事实证明X80 级管线钢在提高强度的同时，仍然可以获得很高的塑性和 韧性指标。管道对延性断裂的止裂控制是可以保证的。 (8)已经应用现有的技术与装备成功地在现场生产了X80 冷弯管，在弯管厂 也已生产了感应加热弯管，技术上不存在问题。 (9) 在X80 管道施工的其他方面，包括钢管的起吊、运输、摆放、下沟、填 充、试验等，均与通常的方法相同，并不会增加风险。 (10) 研究表明，X80 级管线钢对于应力腐蚀开裂(SCC)的敏感程度并不比其