管線鋼領域標準最新進展解析

李炎華 吉玲康 李為衛 池 強 熊慶人 楊 放

中國石油集團石油管工程技術研究院 （陜西 西安 710065）

API是美國石油學會(American Petroleum Institute)的英文縮寫。它是全世界范圍內最早、最成功制定標準的商會之一。自1924年發布第一個標準開始到現在為止，API已發布了500多個標準。2012年美國石油協會（API）年會于美國卡羅拉多州隆重召開，來自世界石油天然氣行業的700余位專家學者參加了此次盛會。

中國石油天然氣集團公司派出了由質量與標準管理部、石油工業標準化所、海洋工程公司、石油管工程技術研究院等10家單位共11人組成的代表團參加了此次會議，各代表團成員根據自身專業背景及集團公司關注的熱點問題，參加了各自領域標準的分會討論，深入了解API年會中各相關領域的最近動向及進展。

1 進程跟蹤

API 2012年會為期5天，共開展了100余場各專業石油天然氣領域的分會討論。石油管工程技術研究院身為全國石油天然氣標準化技術委員會石油專用管材分技術委員會暨石油工業標準化技術委員會石油管材專業標準化技術委員會秘書處單位以及中國石油天然氣集團公司標準化委員會石油石化設備與材料專業標準化技術委員會石油管材分技術委員會秘書處單位，有多年的石油管材領域標準化工作經驗。同時，作為API/C1/SC5“管材分委會”，API/C3/SC7“管柱構件分委會”，API“螺紋加工與檢測資源組”投票成員，結合自身的工作領域及關注熱點，石油管工程技術研究院的代表重點參加了WI4228-5L3 Working Group（SC5/TGLP），API Spec 5L-Item 4210 Working Group（SC5/TGLP），Resource Group on Threading,Gauging,and Compounds （SC5/RGTGTC）3個分組討論。旁聽了New Committee Member Orientation，Working Group on Measurement of Toughness of Materials When Applied to High Strength Steels （145KSI and Above），Task Group on Line Pipe等分會。由于API Spec 5L是管線鋼領域最重要的標準之一，因此,重點對該標準的投票項目進展進行跟蹤解析。

2 API Spec 5L投票項目進展以及技術熱點解析

在API Spec 5L-Item4210 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會上，大會對收集到的針對API Spec 5L（第44版）的150余條修改提案進行了逐條細致討論，考慮是否會在未來出版的API Spec 5L（第45版）中采納。由于此次會議討論的修改提案大多數為編輯性修改或小的技術性修改，因此，討論和決議過程相對順利，但針對一些技術人員間仍無法達成一致的技術熱點問題，大會工作組建議成立新的工作小組深化研究。

為了幫助管線鋼領域科研和標準化工作人員了解該領域的最新動態和研究熱點，現就對這些修改提案進行跟蹤解析。

由于此次會議是在ISO與API兩大國際權威組織間矛盾加劇的背景下召開的，這一狀況在收集到的修改提案中得到了充分體現，很多條提案均對API Spec 5L新版本中是否應該繼續引用ISO標準或引用ISO與其他學會組織標準的先后順序提出了質疑，而在最終形成的修改意見中，基本上以維持原狀為主。這種處理結果，對于維護API Spec 5L內容的穩定性與延續性是十分有利的。

本次會議上，大會工作組建議成立新的工作小組深化研究的主要技術熱點包括：

（1）落錘撕裂試驗。大會收到的一些修改提案指出，出現異常斷口的落錘撕裂試樣不應被判定為無效試樣，并且建議用合理的方法進行斷口評判。

另外，針對落錘撕裂試驗的修改提案還集中在該項材料韌性測試方法的適用性問題上。一些研究人員認為，較大口徑無縫鋼管也存在止裂要求，因此有必要對管體適時進行落錘撕裂試驗。

這些提案得到了大會工作組的重視，但由于目前落錘撕裂試驗中的很多技術細節問題還未能研究清楚，因此大會工作組未接受這些提案，并建議成立新的工作小組深化這一領域的研究工作。

（2）抗酸管驗收方法及驗收條件。修改提案比較集中的另一技術領域為抗酸管的驗收方法及驗收條件。有修改提案指出，從加拿大管線建設的實踐經驗來看，一些輕微酸性環境下服役的管線鋼并不需要強制進行HIC試驗。另外，在API Spec 5L（第44版）中[1]，關于抗酸管驗收方法及驗收條件的描述中多次提到試驗可在模擬特定服役條件的替代介質中進行，并可協商確定替代驗收極限，一些研究人員認為這些說法過于籠統，可操作性不強。大會工作組表示將成立新的工作小組深化這一領域的研究工作。

（3）補焊技術的細節討論。一些修改提案是針對補焊技術提出的，有研究人員指出，雖然目前API Spec 5L（第44版）中已對補焊工藝評定作出了相關規定，但還應模擬實際補焊工藝，對補焊的坡口形式等進行進一步明確、細化。大會工作組未接受這些提案，并建議成立新的工作小組深化這一領域的研究工作。此外，大會還建議新的工作小組，對是否應該允許對冷擴徑過程導致的焊接裂紋進行補焊深化研究。

（4）HFW管的硬度測試。有提案指出，從實際操作性的角度來看，對于整管正火HFW管，API Spec 5L（第44版）中圖1所顯示的無縫鋼管硬度測試位置實際上是較為合適的，而圖2所示HFW管的硬度測試位置實際上只適合于焊縫退火HFW管。目前API已成立新的工作小組深化這一領域的研究工作。

圖1 API Spec 5L（第44版）中無縫鋼管硬度測量位置圖

圖2 API Spec 5L（第44版）中HFW管硬度測量位置圖

縱觀這些技術熱點問題不難發現，此次大會指出的需要深化研究的落錘撕裂實驗，抗酸管驗收等主要技術熱點與目前國內管線鋼研究的熱點領域如高鋼級管線鋼的斷裂，特殊服役條件下管線鋼的適用性評價等問題是吻合的，繼續深化這些領域的研究工作，對于國內研究機構及廠家深入參與管線鋼領域國際標準制修訂工作將具有重要意義。

3 石油管工程技術研究院的主要提案跟蹤

在Resource Group on Threading,Gauging,and Compounds(SC5/RGTGTC)分組討論會上，石油管工程技術研究院基于實際工作經驗提出了對于螺紋錐度測量修改意見的看法。石油管工程技術研究院認為，基于自身的實踐經驗來看，這種螺紋錐度測量方法的修改存在一定的不合理性，但是如果大多數委員同意這一提案，石油管工程技術研究院將保留自身意見。

4228-5L3 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會上，來自各方的技術人員對于落錘撕裂評判方法進行了深入討論。國外科研機構EMCC曾經對來自日本，韓國，歐洲的鋼管在DWTT測試中存在的異常斷口現象進行過深入剖析，并且指出DWTT測試中存在的異常斷口與鋼管在實際爆破過程中的斷口間會存在較大差異。因此，認為異常斷口的評判是沒有意義的，但他們的研究對象未涵蓋中國的鋼管，因此研究結果對于中國鋼管，特別是高強、高韌性鋼管的適用性無從考證。從中國近些年來大規模的油氣管道建設經驗來看，異常斷口現象普遍存在于高韌性管線鋼的DWTT測試中，這部分存在異常斷口鋼管的適用性評判不僅關系到各產家的利益，也關系到管道的安全運行。為了解決這一工程實際問題，石油管工程技術研究院從DWTT載荷特征、應力應變分析、斷口分析、不同DWTT斷口類型的組織性能、異常脆性斷口產生的原因等多個角度對于我們常遇到的異常斷口問題進行了全面研究，并結合自身多年來工作經驗，對于落錘試樣中存在的異常斷口、三角區等問題提出了一系列評判方法，并且得到了良好的應用效果，目前石油管工程技術研究院已經將一些研究結果作為提案提交給了API工作組。最后，各方研究人員均表示將就DWTT測試中存在的問題繼續深化研究，4228-5L3 Working Group也表示將廣泛征求各方意見，下一步爭取在縮短API 5L3的修訂周期，細化修訂程序，提高小組工作人員代表性方面有所改進。

在API Spec 5L-Item4210 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會上，大會對收集到的針對API Spec 5L（第44版）的150條修改提案進行了逐條細致討論，各提案方對其提案的合理性進行了答辯初步形成接受修改或拒絕修改的意見，其中石油管工程技術研究院此次共向大會工作組提交修改意見6項，這些修改意見大多基于中國近些年來管道工程建設的實際狀況提出，得到了大會工作組的普遍肯定。最后經過大會討論，這些意見中決定采納的修改意見1項，所涉及的條款為10.2.4.6，這一修改意見明確了導向彎曲試驗中彎模直徑的參數選擇；初步決定需要成立新的工作小組繼續深化研究的修改意見3項，所涉及的條款為E.3.1.1、10.2.3.3和附錄D，分別針對射線檢測在COW管的適用性、輸送鋼管試樣規格尺寸的合理選擇以及補焊工藝細節提出；初步決定不采納的修改意見2項，所涉及的條款分別為 9.13.2.2 a)、9.9,10.2.1.2， 其中 9.13.2.2 a)不接受原因為英語語言的理解問題，9.9,10.2.1.2不接受原因為相關領域的技術研究還不夠成熟，因此需要進一步深化研究。

4 結束語

目前，API不僅在美國，而且在世界范圍內越來越成為石油工業活動的有機組成部分。而API 5L作為輸送管領域的核心標準，它的更新變化對我國石油大然氣行業有相當大的影響，通過參加管線鋼管聯合工作組會議和技術交流，了解該標準的最新動態和研究熱點，可為我國管線鋼管科研和標準化工作人員提供參考，有助于提高和完善我國管線鋼標準和制造水平。

鑒于API標準應用廣泛，以及API在美國國內以及在世界其他國家所享有的極高聲望，結合此次會議經驗，石油管工程技術研究院認為國內管線鋼領域研究機構以及生產廠家可以結合各自專業領域進一步加強與API各分委會之間的溝通協調，了解各自專業領域技術發展的前沿動態，并結合自身科研及實踐經驗積極投身API各項標準的制修訂工作，增加中國石油裝備制造的國際影響力與話語權。

[1]API SPEC 5L（44th） Edition，Specification for Line Pipe[S].