孫士勇

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，綜合國(guó)力顯著加強(qiáng)，輸氣管道和工業(yè)管道在功能、屬性和技術(shù)上的區(qū)別往往被忽視，通常人們會(huì)誤認(rèn)為工業(yè)管道較輸氣管道在技術(shù)上更為復(fù)雜，要求上更為嚴(yán)格，因而在管理上可能對(duì)該兩類管道的類別劃分不清。分析可知，輸氣管道與工業(yè)管道雖然同屬壓力管道，但是兩者功能和屬性不同，所處自然環(huán)境及社會(huì)條件也不同，因此在設(shè)計(jì)、材料選用、焊接施工及生產(chǎn)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都有重大區(qū)別，主要體現(xiàn)在管道鋼管壁厚計(jì)算公式、材料選用及材料體系、夏比沖擊韌性試驗(yàn)溫度及沖擊功合格值、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和焊接施工上?？v觀美國(guó)ASMEB31.3《工藝管道》與ASMEB31.8《輸氣和配氣管道系統(tǒng)》的編制歷史變遷可知，輸氣管道與工業(yè)管道屬于不同類別各自獨(dú)立的管道體系，在技術(shù)上和管理上都應(yīng)該立足于這個(gè)原則開(kāi)展生產(chǎn)運(yùn)行和管理工作。

關(guān)鍵詞：輸氣管道;工業(yè)管道;功能;屬性;規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);區(qū)別;啟示

引言

工業(yè)管道的安裝涉及到的范圍是非常廣泛的，無(wú)論是與化工行業(yè)的相關(guān)技術(shù)、質(zhì)量要求還是與實(shí)際的建筑工程施工都有著非常密切的聯(lián)系，因此，必須要高度重視起工業(yè)管道的安裝，尤其是從技術(shù)角度更要尋求更多的創(chuàng)新與應(yīng)用的空間，要想全面提升工業(yè)管道的安裝技術(shù)，就必須要進(jìn)一步深化人員的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)，為更好地應(yīng)用工業(yè)管道奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。文章結(jié)合多年的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，就現(xiàn)階段工業(yè)管道施工中的技術(shù)應(yīng)用提出自己的幾點(diǎn)看法和建議。

1概述

作為相對(duì)較為特殊的承壓設(shè)備，工業(yè)管道被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域諸如電力、石油、冶金、化工、醫(yī)藥、輕工、化肥中。工業(yè)管道的作用是輸送工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)中的氣體、液體等工業(yè)介質(zhì)，所以工業(yè)管道被設(shè)置在工廠的廠區(qū)中，其安裝方式多為地上管廊。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛及持續(xù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)工業(yè)管道的需求逐漸增大，我國(guó)在不久的將來(lái)會(huì)進(jìn)入管道發(fā)展及建設(shè)的高峰期。然而，工業(yè)管道普遍存在著爆炸及泄露等諸多潛在的危險(xiǎn)，世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家均相繼頒布了相關(guān)規(guī)范或法規(guī)來(lái)嚴(yán)格控制管道的運(yùn)行、設(shè)計(jì)和焊接施工，以便于為管道的安全運(yùn)行提供保障，但是仍然難以避免的出現(xiàn)了一系列安全事故。所以，加強(qiáng)工業(yè)管道的無(wú)損檢測(cè)，將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)切實(shí)的應(yīng)用到工業(yè)管道中，是確保工業(yè)管道安全運(yùn)行的有效途徑。

2輸氣管道與工業(yè)管道技術(shù)上的區(qū)別和對(duì)策

2.1鋼管材料選用與材料標(biāo)準(zhǔn)

輸氣管道由于距離長(zhǎng)，鋼管用量巨大，且天然氣輸送量日益擴(kuò)大，因此輸氣管道朝著高壓力、大直徑方向發(fā)展，對(duì)鋼管材料的要求也朝著高強(qiáng)度、微合金化的方向發(fā)展。與輸氣管道工程相配套的鋼管也有了自成體系的鋼管標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)際上得到廣泛應(yīng)用的鋼管標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)APISPEC5L《管線鋼管規(guī)范》，目前我國(guó)正式翻譯出版的是第45版。該標(biāo)準(zhǔn)的最高鋼級(jí)為L(zhǎng)830M（PSL2），規(guī)定的屈服強(qiáng)度最小值為830MPa。我國(guó)目前用在輸氣管道工程上的鋼管最高鋼級(jí)是L555M（X80M），中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的該鋼級(jí)最小屈服強(qiáng)度為555MPa。國(guó)際上在APISPEC5L《管線鋼管規(guī)范》基礎(chǔ)上編制了相應(yīng)的鋼管標(biāo)準(zhǔn)ISO3183《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》。中國(guó)在ISO3183-2012《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上修改編制了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9711-2017《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》，該標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)輸氣管道工程上得到了廣泛應(yīng)用，輸氣管道及站場(chǎng)用的鋼管在鋼級(jí)選用、化學(xué)成分要求、拉伸試驗(yàn)要求、沖擊試驗(yàn)、尺寸及其偏差、水壓試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求均按照該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。管線鋼管在煉鋼軋制工藝上采用了微合金化理論和控軋控冷工藝，使鋼材得到針狀鐵素體或低碳貝氏體的金相組織，保證了鋼管既具有高強(qiáng)度，又具有良好的可焊性，這是與工業(yè)管道用鋼管在技術(shù)上的重大區(qū)別，GB50349-2015《氣田集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定氣田集輸管道用鋼管也是選用GB/T9711《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》。

2.2檢測(cè)入場(chǎng)材料

在工業(yè)管道施工之前，必須要對(duì)所使用的材料進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，保障各材料的質(zhì)量都符合要關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，例如管道材料，管件材料以及閥門材料等，其性能與規(guī)格必須要與設(shè)計(jì)圖紙所要求的一致。在材料入場(chǎng)之前，必須要對(duì)其尺寸，質(zhì)量，規(guī)格等進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，確保各材料都具備國(guó)家所頒發(fā)的質(zhì)量合格證書(shū)，然后再進(jìn)行抽樣檢測(cè)，待檢測(cè)合格之后，方可投入使用。在閥門安裝之前，必須要保障閥門具有較強(qiáng)的嚴(yán)密性與荷載能力。

2.3超聲檢測(cè)

大部分的小口徑管材均為無(wú)縫管，對(duì)于與軸線平行的縱向缺陷，應(yīng)當(dāng)采用橫波展開(kāi)周向掃查檢測(cè)，而如果是與軸線相垂直的橫向管內(nèi)缺陷，則應(yīng)當(dāng)采用橫波展開(kāi)軸向掃查檢測(cè)。同時(shí)，需要綜合性的考慮聲束覆蓋的范圍以及探頭與管材相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡，以充分的確保管材能夠全面的被掃查到。為了防止因缺陷取向所導(dǎo)致的定向性聲波反射而漏檢，必須從相反的兩個(gè)方向分別進(jìn)行一次掃查。通常小口徑的超聲檢測(cè)包括水浸法與接觸法，而大口徑的超聲檢測(cè)可采用的探測(cè)方式包括橫波軸向掃查、橫波軸向掃查及縱波垂直掃查等。

2.4原材料的無(wú)損檢測(cè)

工業(yè)金屬管道可分為無(wú)縫管和有縫管。無(wú)縫管常用穿孔法和高速擠壓法制成，大口徑無(wú)縫管也有用錠材經(jīng)鍛造和軋制等方法加工成形。無(wú)縫管中常存在裂紋、折疊、夾層、夾雜和內(nèi)壁拉裂等缺陷，這些缺陷大多與管軸線平行。直接由鍛壓方式制成的大口徑管的缺陷與鍛件的類似，有裂紋、白點(diǎn)、砂眼和非金屬夾雜等。有縫管是先將原材料卷成管形再焊接而成，大口徑有縫管多采用焊接成形，焊接方法多采用電阻焊或埋弧自動(dòng)焊。焊接的有縫管缺陷通常有裂紋、未焊透、未融合、氣孔和夾渣等。工業(yè)管道的原材料無(wú)損檢測(cè)按技術(shù)條件和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，金屬管道常用無(wú)損檢測(cè)方法有渦流和超聲波檢測(cè)。

2.5沖擊試驗(yàn)溫度及沖擊功要求

輸氣管道（包括輸氣站）由于其所處自然環(huán)境條件一般都在野外，受自然環(huán)境（特別是環(huán)境低溫）的影響比較大，輸送介質(zhì)天然氣在管道中的溫度并不高，因而輸氣管道用鋼管對(duì)其低溫沖擊韌性的要求特別高，以防止鋼管脆性斷裂擴(kuò)展和控制延性斷裂擴(kuò)展。我國(guó)對(duì)輸氣管道工程中干線和站場(chǎng)用鋼管提出了在APISPEC5L《管線鋼管規(guī)范》的基礎(chǔ)上對(duì)鋼管管體和焊縫進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)的要求，規(guī)定其試驗(yàn)溫度應(yīng)低于管道通過(guò)當(dāng)?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度，一般取-10、-20、-30℃，夏比沖擊韌性合格值根據(jù)不同鋼級(jí)和管徑分別為27、40、54、80J（3個(gè)試樣最小平均值），此外還要求對(duì)鋼管試樣進(jìn)行落錘撕裂試驗(yàn)（DWTT），試樣的平均剪切面積應(yīng)≥85%，詳細(xì)要求可以參見(jiàn)CDP-S-NGP-PL-006-2011-2《天然氣管道工程鋼管用技術(shù)條件》和CDP-S-NGP-PL-009-2011-2《油氣管道工程站場(chǎng)用鋼管通用技術(shù)條件》。

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)管道由于自身的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)各行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷的創(chuàng)新管道施工技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)管道施工中的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析與研究，充分的利用先進(jìn)的高科技技術(shù)，規(guī)避傳統(tǒng)施工技術(shù)中的不足與弊端，提高我國(guó)工業(yè)管道施工的精確性與穩(wěn)定性，從而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)管道施工技術(shù)向著現(xiàn)代化，標(biāo)準(zhǔn)化，科學(xué)化方向持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).進(jìn)入天然氣長(zhǎng)輸管道的氣體質(zhì)量要求：GB/T37124-2018[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019：1.