油氣輸送管標準化最新進展

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(中國石油集團石油管工程技術研究院 陜西 西安 710077)

0 引 言

管道輸送是石油、天然氣最經濟、合理的運輸方式。我國從1958年開始建設長距離原油輸送管線，1963年開始建設長距離天然氣輸送管線[1]。

我國第一個螺旋埋弧焊鋼管標準，是在深入研究前蘇聯鋼管標準的基礎上，由原石油工業部于1963年發布的SYB 10004—63《螺旋焊縫鋼管》。

上世紀80年代，又先后制定并發布了輸送管系列標準：

SY 5001—80《螺旋焊縫電焊鋼管》；

SY 5036—83《承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》；

SY 5037—83《普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管》；

SY 5038—83《承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管》；

SY 5039—83《普通流體輸送管道用螺旋縫高頻焊鋼管》。

1988年，在參考API Spec 5L《管線鋼管規范》的基礎上，制定并發布了我國第一個輸送鋼管國家標準GB 9711—88《石油天然氣輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管》。之后通過采用ISO 3183《石油天然氣工業 管道輸送系統用鋼管》各版次對該標準進行了多次修訂。

GB/T 9711的發布和實施，不僅健全了我國油氣輸送用鋼管標準體系，還實現了我國輸送用鋼管制造水平與國際水平的快速接軌。國內各制管企業也通過不斷采用高水平標準，推動了企業的技術進步和設備改造升級，產品質量不斷提高。

ISO 3183/API Spec 5L[2,3]作為輸送管領域的核心產品標準，對我國油氣輸送管的制造、檢驗和工程應用有著重要影響。從西氣東輸一線開始，陜京二線、西氣東輸二線等重大管道工程建設，均以ISO 3183/API Spec 5L為基礎制定工程用管材技術標準，補充或提高了部分技術指標，明確了訂貨信息，增加了質量控制要求，成為工程實用性技術標準，在管道工程建設中發揮了重要作用。

西氣東輸二、三線，中緬輸油、輸氣管線等多項工程的成功應用，推動了基于應變設計地區用直縫埋弧焊管技術的進步和標準的日益成熟。在工程技術標準基礎上，形成了石油天然氣行業標準SY/T 7042—2016《基于應變設計地區用直縫埋弧焊管》。

2010年起，以承擔ISO/TC67/SC2并行秘書處為契機，總結科研成果和工程經驗，將基于應變設計用鋼管標準提案推向ISO、API，并得到采納，與國外相關機構共同推動了大應變鋼管技術標準的制定。

1 輸送管國家和行業標準體系

在現行的石油管材標準體系中，輸送管標準共計50項，其中通用基礎標準3項、產品標準19項、方法標準28項。已制修訂標準44項，約占體系的近90%。產品標準涉及管道輸送系統用常規鋼管、彎管、管件產品，輸送含有腐蝕性介質流體用耐腐蝕合金復合鋼管、彎管、管件產品，普通流體輸送管道用鋼管產品，特殊環境油氣輸送管道用鋼管產品；方法標準涵蓋了上述產品相關的無損檢測、試驗檢驗、特殊性能試驗、評價等，以及運輸、選用推薦作法等。

2 輸送管標準現狀

目前，石油管材專業輸送管領域使用的標準主要有ISO/TC67/SC2歸口的國際標準及相關技術委員會，如ISO/TC17歸口的國際標準、API 5系列標準，我國國家標準、石油天然氣行業標準及各級企業標準。國內外輸送管標準及相互關系見表1。

如在《油井管標準化最新進展》報告[4]中所提到的，由于API標準作為事實上的國際標準在世界范圍廣泛使用，ISO/TC67自2000年左右將大量的API標準轉化為了國際標準。

ISO 3183:2012《石油天然氣工業 管道輸送系統用鋼管》就是ISO/API聯合工作組在API Spec 5L第44版的基礎上對ISO 3183:2007進行的修訂，其目的也是為了與API Spec 5L第45版達成一致。ISO 3183也是ISO/TC67在輸送管領域唯一的一項核心產品標準。

API在輸送管領域除有API Spec 5L，還有API Spec 5LC、5LCP、5LD等有關耐蝕合金或雙金屬復合管線鋼管、連續管線管產品標準，部分基礎方法標準，駐廠監理、現場檢驗等質量控制標準以及鋼管運輸系列推薦作法等。

為了促進我國輸送管技術的發展，在輸送管領域已實現全面采標。在現有的國家標準和行業標準中，采標項目約占57%。通過采用國際標準和國外先進標準，加快了與世界石油行業接軌的步伐，提高了我國輸送管標準的技術水平，也促進了我國輸送管質量的提高。

由表1可看出，輸送管國家標準的特點：基礎核心產品標準修改采用ISO標準制定，內容系統、完整，但指標較低，部分指標不具體，許多要求不明確。為解決油氣田油氣集輸系統嚴重的腐蝕問題，結合國內外多家制造企業的制造工藝和產品檢驗結果，自主制定了適用于輸送含有腐蝕性介質的石油、天然氣和水等單相或多相流體用耐腐蝕合金復合鋼管及附件產品國家標準。該系列標準的制定規范了耐腐蝕合金復合鋼管的制造工藝、質量檢驗和控制，保證了此類產品在油氣田的安全運行，促進了國際貿易。

輸送管行業標準的特點：多數為采用ISO、API標準制定，主要是檢驗/試驗標準、質量控制標準，以及特殊、輔助的產品標準。自主制定的產品標準和方法標準是在總結失效分析、科研成果、工程經驗的基礎上，結合工程建設的需要制定的。部分標準是在相關國家標準的基礎上，指標加嚴、細化，提高質量控制要求，更具工程應用性。

3 輸送管核心標準最新進展

3.1 ISO標準最新進展

3.1.1 ISO/TC67/SC2近期進行復審的項目及復審結論

1)ISO 15590-2:2003《石油天然氣工業 管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和法蘭 第2部分：管件》 結論：確認

2)ISO 15590-3:2004《石油天然氣工業 管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和法蘭 第3部分：法蘭》 結論：確認

3.1.2 ISO/TC67/SC2正在制修訂的項目

1)ISO 3183《石油天然氣工業 管道輸送系統用鋼管》

ISO 3183第3版于2012年11月發布，目前正在進行修訂。作為ISO 3183:2012修改單的附錄M修訂版(歐洲陸上天然氣管道)已通過DIS投票，進入FDIS階段。這次修訂還包括采用HTP鋼，也就是高鈮低碳鋼。

SC2同意WG16關于ISO 3183第4版與API Spec 5L第46版保持一致的建議。API Spec 5L第46版預計2017年12月出版，加上6個月的生效日期，使ISO 3183與API 5L協調一致成為可能。WG16計劃2018年在IOGP/ISO程序下制定ISO 3183第4版。該版內容包括規范性引用API 5L第46版，修訂的附錄M(歐洲陸上天然氣管道)、標記等作為補充技術內容。該項目目標日期為：DIS：2017-12-01，FDIS：2018-12-01，ISO：2019-06-01。

表1 國內外油氣輸送鋼管標準及相互關系一覽表

續表

2)ISO 15590-1《石油天然氣工業 管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和法蘭 第1部分：感應加熱彎管》

ISO 15590-1第2版于2009年11月發布，目前正在進行修訂。已通過DIS投票，進入FDIS階段。該項目目標日期為：FDIS：2018-05-15，ISO：2018-11-15。

3)ISO/NP 15590-4《石油天然氣工業 管道輸送系統用感應加熱彎管、管件和法蘭 第4部分：工廠冷彎管》

該項目是2017年6月接收的新工作項目，10月已通過NP投票，進入CD階段。該項目專家分別來自巴西、加拿大、意大利、俄聯邦、瑞典、烏克蘭、英國和中國。

3.2 API標準最新進展

3.2.1 API正在制修訂的輸送管相關項目

1)RP 5L3《管線鋼管落錘撕裂試驗推薦作法》第5版；

2)RP 5L8《新管線管現場檢驗推薦作法》第3版。

3.2.2 API輸送管核心標準動態

1)API Spec 5L

API Spec 5L第46版于2018年4月發布，11月1日起正式實施。新版標準在第45版的基礎上主要修訂內容有：新增基于應變設計用鋼管的附錄；增加高頻焊管硬度試驗位置；增加管端切斜的定義及測量方法；修訂對接管技術要求。

2)API RP 5L3

API RP 5L3第4版于2014年8月發布。鑒于高強高韌鋼常出現韌性起裂異常斷口這一復雜問題，該標準2014版采取了限定標準適用范圍的過渡措施，在標準范圍中增加注：“對于上平臺沖擊吸收能大于200J的鋼管落錘試驗，常導致無效試驗，本方法不適用。”

針對這一問題，API啟動了“現代高韌管線鋼抗脆性斷裂試驗方法”的研究。研究內容主要包括三個方面：1)建立現代高韌管線鋼管(沖擊吸收能大于200J)爆破試驗數據庫；2)修改DWTT試樣，針對大量管線鋼管和不同缺口開展試驗，確定一種可以確保脆性起裂的試樣；3)研究基于實驗室的試驗方法的和全尺寸爆破試驗之間的本質聯系，建立現代高韌管線鋼脆性斷裂止裂評定標準。

該標準根據研究進展進行著持續的修訂完善，2017年新版標準草案新增了測量總沖擊吸收能的資料性附錄，為高強高韌鋼落錘撕裂試驗提供了另一個途徑[5,6]。

3.2.3 API輸送管標準相關提案動態

1)WI 4240 HTP鋼化學成分變化

API 5L表5中，對于從L415M/X60M到L830M/X120M鋼級，t≤25.4 mm PSL2鋼管的化學成分要求，增加：“除非有其它協議，C+Nb≤0.20%，Ti ≤0.03%”、“除非有其它協議，Al總≤0.07%，N≤0.015%”。

表J.1中，對于從L415MO/X60MO到L555MO/X80MO鋼級，t≤25.4 mm海洋鋼管的化學成分要求，增加：“除非有其它協議，C+Nb≤0.20%”，Ti上限由0.06%改為0.03%。

2)WI 4226 對接管要求

原附錄A改為附錄M；明確工藝評定和焊工評定標準；增加產品性能試驗要求；增加接頭錯邊和咬邊要求、標記要求和焊縫返修要求。

本文件將隨API 5L第46版一同出版。

3)WI 4229 管端切斜

給出定義和距離管端長度：對于OD大于等于610 mm的管子，長度至少為610 mm。對于OD小于610 mm的管子，長度為610 mm或等于OD。

測量方法：可采用任何適宜的方法。如果采用固定尺測量，管體leg至少為305 mm，管端leg至少大于等于OD。

4)WI 4233 全管體正火或淬火+回火EW管硬度測試位置

按焊縫局部熱處理和全管體整體熱處理(正火或淬火+回火)，分別給出硬度測試位置圖。

5)WI 4237 基于應變設計

總要求：明確訂貨要求采用PSL-2鋼管，用于要求高縱向應變能力的鋼管。

制造工藝要求：外涂敷熱循環對鋼管性能影響的模擬試驗、評價鋼管拉伸和壓縮應變能力、盤卷模擬試驗、應變時效試驗。

化學成分：C、Mn、S、P、Cr、Mo、V、Nb、V、Ti等元素含量以及碳當量CEIIW和CEPcm上限均有所降低。

力學性能：增加縱向拉伸性能試驗要求，并控制Rt0.5、Rm上下限，Rt0.5/Rm上限，均勻伸長率UEL的下限；硬度要求≤X65，最高硬度為270HV10，鋼級X65且≤X80，最高硬度300HV10；協議時，可增加縱向拉伸曲線的形狀、Rt0.5波動范圍、時效試驗、CTOD。

表面質量：表面缺欠深度加嚴。

幾何尺寸偏差：鋼管直徑、不圓度、壁厚、焊縫錯邊等尺寸偏差均嚴于普通PSL-2管。

無損探傷：鋼管的無損檢驗，執行海洋管的要求，按照API 5L附錄K進行。

6)WI 1069 NDE人員資格鑒定協調一致

新項目提案，涉及API 5LC、5CT、5LD和5CRA中有關NDE人員的資格鑒定。工作組于2017年6月召開會議并開始工作。

4 幾點建議

1)標準是重要的技術和生產力，參與國際標準化工作是跟蹤和了解國際先進技術的良好途徑。積極廣泛地參與國際標準化組織相關技術委員會工作，跟蹤國外油氣輸送管技術和標準的發展，通過標準與國際接軌，以提高我國輸送管產品質量。

2)輸送管核心標準ISO 3183/API Spec 5L新版修訂歷時5年，技術內容變化較大，應密切關注新版標準發行動態，認真研究這些技術變化對我國企業生產和管道工程建設帶來的影響，做好新版標準的翻譯和宣貫，及時通過采標修訂我國相關國家標準，進而不斷完善相關工程技術標準，保證油氣管道的質量和安全。

3)積極參與ISO/API標準的制修訂，按時提交投票意見，尤其是CD階段，是提出技術性意見的主要階段。應充分利用該階段將我國在輸送管領域科研和工程應用取得的成果反應到ISO/API中，共同推動輸送管技術的進步。

4)我國圍繞重大管道工程建設開展了大量的科研工作，也制定了多項管道工程用管材技術標準。將我們在該領域的優勢技術和成果進行系統梳理和提升，以提案或新項目建議提交ISO/API，可完善現有的ISO/API標準或填補其某方面空白，如耐腐蝕合金復合鋼管系列產品標準、油氣輸送管特殊性能系列試驗方法標準等，以提升我們在國際輸送管領域的影響力。

5)按照“整合、提高、國際化”的方針，建議同類標準進行適當整合，優化標準體系。