不銹鋼無縫管在石油輸送項目中的具有應用

 目前，世界上公認不銹鋼無縫管是輸送石油、天然氣最為經濟、安全、高效的長距離輸送方法之一，隨能源需求持續增加，促使不銹鋼無縫管建設的快速發展。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所需的基礎材料，管線鋼管的規格、性能和質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效率高、成本低，廣泛應用于油氣輸送管、油井套管、結構管等。隨現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用。

 不銹鋼無縫管是將帶鋼進行連續冷彎成型，逐漸在兩邊緣形成“V”形會合區，通過在“V”形區施加高頻感應電流，“V”形區邊部在高頻感應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，實現鍛焊的一種焊管生產工藝過程[8]。影響焊縫的質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、夾雜物是導致焊縫韌性降低最主要的原因。隨現代冶金、焊接、檢測、自動化、信息技術的發展，使HFW鋼管的質量有顯著提升。材料的冶金質量和性能的改善，顯著降低了焊縫韌脆轉變溫度；成型和焊接理論和控制技術的進步，使成型和焊接參數控制更加精確，出現冷焊、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的應用，顯著降低焊縫中氧化物夾雜的含量和尺寸；現代檢查標準及信息技術的進步，實現了產品質量控制過程的可追溯，也為鋼管質量的提升和使用安全提供了質量保證。不銹鋼無縫管質量的提升，顯著拓展了不銹鋼無縫管的應用領域。在北美、日本、澳大利亞等發達國家，高強HFW鋼管在高壓油氣輸送得到廣泛應用，甚至一些高強X70、X80鋼級HFW管已應用到低溫、高溫等嚴苛的工況條件。

 我國自上世紀90年代，不銹鋼無縫管開始批量應用于重點油氣輸送領域。然而，由于裝備技術水平和檢查評價標準的限制，使HFW鋼管產品存在的一些質量問題且未能及時發現，在現場密封性水壓試驗時出現了爆裂或泄漏事故。正是由于不銹鋼無縫管應用出現的這些問題，導致了國內管線設計和應用企業對HFW鋼管產生嚴重的信任危機，至使不銹鋼無縫管幾乎退出了國內高壓油氣輸送市場。相反，也正是由于這些事件，促使鋼管行業開展大量實質的研究和設備改造，顯著提升了不銹鋼無縫管生產技術水平和產品質量，獲得了大量出口訂單。但這些成績仍未完全消除國內市場對不銹鋼無縫管質量的擔憂。如何完整評價鋼管的質量水平，提升對不銹鋼無縫管質量的信心是鋼管企業爭取國內市場急需解決的關鍵問題。在現有的通用不銹鋼無縫管技術標準中，如API ]和GB/T石油天然氣工業管線輸送系統用鋼管，詳細規定了HFW鋼管的檢測項目、批次等，但是這些檢測僅僅對應相應的性能參數是否滿足標準的要求，但并未能消除國內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量，對提高HFW鋼管的技術水平，推動HFW鋼管在國內油氣輸送工程中的應用具有重要的意義。