煉油工程中石油裂化用無縫鋼管的標準分析

張懷策

摘 要:隨著近年來我國石油化工原有結構的調整以及石化裝置朝著大型化、采用新工藝、新裝備的趨勢發展,對于石油裂化用無縫鋼管質量以及品種都提出了更高的要求。與此同時國內的無縫鋼管的制造業水平和產品質量也較之以前取得了明顯的進展。為此有必要對現行的GB 9948—2006標準進行分析并提出修改意見,以達到提升標準技術水平、滿足石化行業的發展需求以及促進石化用無縫鋼管質量的提升。文章主要從石油裂化用無縫鋼管常用標準牌號對比、國標與國際及國外先進標準的對比、以及石油裂化用無縫鋼管的改善建議三方面進行了詳盡的論述。

關鍵詞:煉油工程石油裂化無縫鋼管標準

中圖分類號:TB47 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0068-01

石油化工行業作為關系國計民生的重要基礎工業之一,在能源消耗與日俱增的今天,促使石化行業逐漸的朝著深度加工、油化一體以及生產過程的高效清潔的方向發展。而無縫鋼管是石油化工行業進行運營維護、設備制造以及工廠建設的重要原材料,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,因此其質量也直接的影響到環境以及人身的生命安全。為此對煉油工程中石油裂化用無縫鋼管的標準進行分析,不斷的改進標準的內容,對于指導、規范現實的鋼管質量具有極為重要的現實意義。

1 石油裂化用無縫鋼管常用標準牌號對比

我國現行的GB 9948—2006標準與國外標準以及國際標準相比具有以下幾點特殊之處:

(1)我國考慮到鍋爐與石化使用的特點不同,將其分別制定了相應的標準,而在ISO、歐盟、美國以及日本的相應標準中則是使用的統一的標準。(2)我國的GB 9948—2006標準將不銹鋼、合金鋼以及碳素鋼納入同一個標準,而日本則是將三種鋼材分別制定各自的標準,ISO、美國以及歐盟出現了將合金鋼與碳素鋼或者合金鋼與不銹鋼納入同一標準相關規定。(3)近年來對于12Cr2Mo(T/P22)這一鋼種的需求量加大,但是在GB 9948—2006標準中沒有相應的牌號。(4)美國在標準中對于石化行業經常采用的Cr5Mo(T5/P5)規定了三種化學成分以及相應的熱處理工藝,同時在T5b/P5b中規定了1%—5%的si元素含量以及不大于0.12%的C元素含量；而在歐盟的相關規定中卻沒有對該鋼種的化學成分作出說明,但對于熱處理方式也做出了相應的規定。但是我國的標準中并沒有涉及上述的相關規定。(5)中國的相應的標準中沒有涉及到石化行業中常用到的Cr9Mo(T9/P9)以及10Cr1Mo(T11/P11)這兩種鋼種,但是歐盟與美國的標準中有相關的規定。

2 我國標準總體水平評價

GB 9948—2006作為石化行業重要的原材料標準,在實際的應用中基本可以滿足鋼管用戶、鋼管制造以及設計院所的需求。但是通過與國際、國外的標準相對比可以發現,我國現行的鋼管標準在力學性能、外形、工藝性能、化學成分以及尺寸允許偏差等方面的指標均存在一定的差異,但是總體的水平平已經達到甚至超過了國際以及國外標準。

但是我國的標準的制定也存在著一定的盲目性,其首要的因素是由于我國在材料基礎研究方面的投入不足,以至于積累的數據有限,當制定標準時往往是通過對于國外標準的跟蹤、收集以及轉化來制定本國的標準。此外我國的鋼管制造行業對于我國國產材料的高溫腐蝕性能以及長期高溫蠕變性能的研究較為的缺乏,同時對國產材料與進口材料在加工、焊接以及高溫運行后的性能變化沒有深入的對比分析,因此也不能準確的判定國產鋼材的壽命以及質量是否達到進口鋼材的水平。這些問題的存在直接的導致我國鋼管制造也與用戶之間的斜街短缺以及仍存在借用國外標準的現象。

此外經過對比發現,我國的國標與國際、國外先進標準在尺寸交貨方式、尺寸精度和外形精度、化學成分和力學性能要求、工藝性能要求以及其他檢驗項目都存在著較多的差異。例如我國國標中以及日本的相關標準中規定的尺寸交貨方式為公稱壁厚或者是公稱外徑,而相對的歐盟以及美國的標準還增加了多種尺寸的交貨方式；鋼種含有的有害元素質量百分量,例如P、S等也存在不一致之處；為了保證鋼管的工藝性能,我國規定外徑為22—400mm的鋼管要進行壓扁實驗,相應的技術指標與美國一致,只是美國使用的是兩步實驗。

3 完善標準建議

3.1 強化自主研發力度

加強石油裂化用無縫鋼管的研發以及基礎數據的研究力度,以滿足國產化石油裂化管的需求。我國在大型石化裝置用管方面不能長期的依賴于傳統的引進、消化吸收以及國產化研發的傳統路子,而應該逐漸的針對本行業以及用戶的具體需求以及石油裂化用管的發展趨勢,對石油裂化用管進行一定的前瞻性的開發,例如大力的開發抗腐蝕、耐高溫的新材料。同時開展對于重要材料的性能研究,通過跟蹤材料的應用,不斷的將新的研究成果納入新的標準。

3.2 滿足用戶需求

要及時的根據用戶對于鋼管的質量以及品種的要求對GB9948—2006進行修正,以滿足客戶對于高質量鋼管的使用要求以及彌補鋼管標準存在的不足,具體的修改建議如下:

(1)在新的標準中增加目前大量使用的Cr2Mo(T22/P22)以及的10Cr1Mo(T11/P11)牌號。(2)建議在標準中增加目前大型石化中已經被廣泛的使用的高溫抗氧化性能鋼種以及更高級別的抗氫鋼種Cr9Mo (P9/T9)。這一鋼種主要的應用煉油廠焦化、常減壓以及催化重整等裝置中管式爐以及工藝管道。一般要求的工作環境條件為:短時的溫度為795℃,長期工作溫度不高于650℃,管內的工作壓力小于10MPa,管內的介質主要是油品/油氣、氫氣、高溫硫以及硫化氫,當用于焦化裝置時,鋼管需要承受交變荷載的作用。(3)調整鋼種的化學成分要求,使之與GB5310—2008的成分要求一致,與此同時不銹鋼牌號按照GB/T20807—2007的標準命名規則也要作出修改。(4)在標準中增加按照公稱內徑、最小壁厚的交貨方式,并相應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力開裂以及抗氫開裂對于管材的特殊要求。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)為了便于和國外的鋼管石化公司交流,要制定GB9948—2006英文版。

4 結語

文章主要的分析對比了GB 9948—2006標準與國際、國外先進標準,結果發現盡管我國的標準與國際、國外的先進標準基本一致,但是由于我國的石油化工行業發展迅猛,致使現行的標準與行業的發展存在著一定的差距。為此要參考以上提出的幾點建議以及現實的需求,盡快的修訂現行標準,同時制管行業與用戶方要不斷的加強基礎材料的研究,為我國的標準修訂提供充足的基礎數據支持。

參考文獻

[1] EN 10216—2:2002壓力用途的無縫鋼管交貨技術條件第2部分:規定高溫性能的非合金鋼和合金鋼[S]．2002．

[2] 全國鋼標準化技術委員會．GB5310—2008高壓鍋爐用無縫鋼管[S]．北京:中國標準出版社,2008．