管線鋼領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展解析

李炎華 吉玲康 李為衛(wèi) 池 強(qiáng) 熊慶人 楊 放

中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院 （陜西 西安 710065）

API是美國(guó)石油學(xué)會(huì)(American Petroleum Institute)的英文縮寫(xiě)。它是全世界范圍內(nèi)最早、最成功制定標(biāo)準(zhǔn)的商會(huì)之一。自1924年發(fā)布第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始到現(xiàn)在為止，API已發(fā)布了500多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。2012年美國(guó)石油協(xié)會(huì)（API）年會(huì)于美國(guó)卡羅拉多州隆重召開(kāi)，來(lái)自世界石油天然氣行業(yè)的700余位專(zhuān)家學(xué)者參加了此次盛會(huì)。

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司派出了由質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)管理部、石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化所、海洋工程公司、石油管工程技術(shù)研究院等10家單位共11人組成的代表團(tuán)參加了此次會(huì)議，各代表團(tuán)成員根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)背景及集團(tuán)公司關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，參加了各自領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的分會(huì)討論，深入了解API年會(huì)中各相關(guān)領(lǐng)域的最近動(dòng)向及進(jìn)展。

1 進(jìn)程跟蹤

API 2012年會(huì)為期5天，共開(kāi)展了100余場(chǎng)各專(zhuān)業(yè)石油天然氣領(lǐng)域的分會(huì)討論。石油管工程技術(shù)研究院身為全國(guó)石油天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)石油專(zhuān)用管材分技術(shù)委員會(huì)暨石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)石油管材專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處單位以及中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)石油石化設(shè)備與材料專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)石油管材分技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處單位，有多年的石油管材領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，作為API/C1/SC5“管材分委會(huì)”，API/C3/SC7“管柱構(gòu)件分委會(huì)”，API“螺紋加工與檢測(cè)資源組”投票成員，結(jié)合自身的工作領(lǐng)域及關(guān)注熱點(diǎn)，石油管工程技術(shù)研究院的代表重點(diǎn)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(gè)分組討論。旁聽(tīng)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(huì)。由于API Spec 5L是管線鋼領(lǐng)域最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此,重點(diǎn)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的投票項(xiàng)目進(jìn)展進(jìn)行跟蹤解析。

2 API Spec 5L投票項(xiàng)目進(jìn)展以及技術(shù)熱點(diǎn)解析

在API Spec 5L-Item4210 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會(huì)上，大會(huì)對(duì)收集到的針對(duì)API Spec 5L（第44版）的150余條修改提案進(jìn)行了逐條細(xì)致討論，考慮是否會(huì)在未來(lái)出版的API Spec 5L（第45版）中采納。由于此次會(huì)議討論的修改提案大多數(shù)為編輯性修改或小的技術(shù)性修改，因此，討論和決議過(guò)程相對(duì)順利，但針對(duì)一些技術(shù)人員間仍無(wú)法達(dá)成一致的技術(shù)熱點(diǎn)問(wèn)題，大會(huì)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(lǐng)域科研和標(biāo)準(zhǔn)化工作人員了解該領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和研究熱點(diǎn)，現(xiàn)就對(duì)這些修改提案進(jìn)行跟蹤解析。

由于此次會(huì)議是在ISO與API兩大國(guó)際權(quán)威組織間矛盾加劇的背景下召開(kāi)的，這一狀況在收集到的修改提案中得到了充分體現(xiàn)，很多條提案均對(duì)API Spec 5L新版本中是否應(yīng)該繼續(xù)引用ISO標(biāo)準(zhǔn)或引用ISO與其他學(xué)會(huì)組織標(biāo)準(zhǔn)的先后順序提出了質(zhì)疑，而在最終形成的修改意見(jiàn)中，基本上以維持原狀為主。這種處理結(jié)果，對(duì)于維護(hù)API Spec 5L內(nèi)容的穩(wěn)定性與延續(xù)性是十分有利的。

本次會(huì)議上，大會(huì)工作組建議成立新的工作小組深化研究的主要技術(shù)熱點(diǎn)包括：

（1）落錘撕裂試驗(yàn)。大會(huì)收到的一些修改提案指出，出現(xiàn)異常斷口的落錘撕裂試樣不應(yīng)被判定為無(wú)效試樣，并且建議用合理的方法進(jìn)行斷口評(píng)判。

另外，針對(duì)落錘撕裂試驗(yàn)的修改提案還集中在該項(xiàng)材料韌性測(cè)試方法的適用性問(wèn)題上。一些研究人員認(rèn)為，較大口徑無(wú)縫鋼管也存在止裂要求，因此有必要對(duì)管體適時(shí)進(jìn)行落錘撕裂試驗(yàn)。

這些提案得到了大會(huì)工作組的重視，但由于目前落錘撕裂試驗(yàn)中的很多技術(shù)細(xì)節(jié)問(wèn)題還未能研究清楚，因此大會(huì)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(lǐng)域的研究工作。

（2）抗酸管驗(yàn)收方法及驗(yàn)收條件。修改提案比較集中的另一技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榭顾峁艿尿?yàn)收方法及驗(yàn)收條件。有修改提案指出，從加拿大管線建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一些輕微酸性環(huán)境下服役的管線鋼并不需要強(qiáng)制進(jìn)行HIC試驗(yàn)。另外，在API Spec 5L（第44版）中[1]，關(guān)于抗酸管驗(yàn)收方法及驗(yàn)收條件的描述中多次提到試驗(yàn)可在模擬特定服役條件的替代介質(zhì)中進(jìn)行，并可協(xié)商確定替代驗(yàn)收極限，一些研究人員認(rèn)為這些說(shuō)法過(guò)于籠統(tǒng)，可操作性不強(qiáng)。大會(huì)工作組表示將成立新的工作小組深化這一領(lǐng)域的研究工作。

（3）補(bǔ)焊技術(shù)的細(xì)節(jié)討論。一些修改提案是針對(duì)補(bǔ)焊技術(shù)提出的，有研究人員指出，雖然目前API Spec 5L（第44版）中已對(duì)補(bǔ)焊工藝評(píng)定作出了相關(guān)規(guī)定，但還應(yīng)模擬實(shí)際補(bǔ)焊工藝，對(duì)補(bǔ)焊的坡口形式等進(jìn)行進(jìn)一步明確、細(xì)化。大會(huì)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(lǐng)域的研究工作。此外，大會(huì)還建議新的工作小組，對(duì)是否應(yīng)該允許對(duì)冷擴(kuò)徑過(guò)程導(dǎo)致的焊接裂紋進(jìn)行補(bǔ)焊深化研究。

（4）HFW管的硬度測(cè)試。有提案指出，從實(shí)際操作性的角度來(lái)看，對(duì)于整管正火HFW管，API Spec 5L（第44版）中圖1所顯示的無(wú)縫鋼管硬度測(cè)試位置實(shí)際上是較為合適的，而圖2所示HFW管的硬度測(cè)試位置實(shí)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(lǐng)域的研究工作。

圖1 API Spec 5L（第44版）中無(wú)縫鋼管硬度測(cè)量位置圖

圖2 API Spec 5L（第44版）中HFW管硬度測(cè)量位置圖

縱觀這些技術(shù)熱點(diǎn)問(wèn)題不難發(fā)現(xiàn)，此次大會(huì)指出的需要深化研究的落錘撕裂實(shí)驗(yàn)，抗酸管驗(yàn)收等主要技術(shù)熱點(diǎn)與目前國(guó)內(nèi)管線鋼研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域如高鋼級(jí)管線鋼的斷裂，特殊服役條件下管線鋼的適用性評(píng)價(jià)等問(wèn)題是吻合的，繼續(xù)深化這些領(lǐng)域的研究工作，對(duì)于國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)及廠家深入?yún)⑴c管線鋼領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作將具有重要意義。

3 石油管工程技術(shù)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(huì)上，石油管工程技術(shù)研究院基于實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出了對(duì)于螺紋錐度測(cè)量修改意見(jiàn)的看法。石油管工程技術(shù)研究院認(rèn)為，基于自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這種螺紋錐度測(cè)量方法的修改存在一定的不合理性，但是如果大多數(shù)委員同意這一提案，石油管工程技術(shù)研究院將保留自身意見(jiàn)。

4228-5L3 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會(huì)上，來(lái)自各方的技術(shù)人員對(duì)于落錘撕裂評(píng)判方法進(jìn)行了深入討論。國(guó)外科研機(jī)構(gòu)EMCC曾經(jīng)對(duì)來(lái)自日本，韓國(guó)，歐洲的鋼管在DWTT測(cè)試中存在的異常斷口現(xiàn)象進(jìn)行過(guò)深入剖析，并且指出DWTT測(cè)試中存在的異常斷口與鋼管在實(shí)際爆破過(guò)程中的斷口間會(huì)存在較大差異。因此，認(rèn)為異常斷口的評(píng)判是沒(méi)有意義的，但他們的研究對(duì)象未涵蓋中國(guó)的鋼管，因此研究結(jié)果對(duì)于中國(guó)鋼管，特別是高強(qiáng)、高韌性鋼管的適用性無(wú)從考證。從中國(guó)近些年來(lái)大規(guī)模的油氣管道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，異常斷口現(xiàn)象普遍存在于高韌性管線鋼的DWTT測(cè)試中，這部分存在異常斷口鋼管的適用性評(píng)判不僅關(guān)系到各產(chǎn)家的利益，也關(guān)系到管道的安全運(yùn)行。為了解決這一工程實(shí)際問(wèn)題，石油管工程技術(shù)研究院從DWTT載荷特征、應(yīng)力應(yīng)變分析、斷口分析、不同DWTT斷口類(lèi)型的組織性能、異常脆性斷口產(chǎn)生的原因等多個(gè)角度對(duì)于我們常遇到的異常斷口問(wèn)題進(jìn)行了全面研究，并結(jié)合自身多年來(lái)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于落錘試樣中存在的異常斷口、三角區(qū)等問(wèn)題提出了一系列評(píng)判方法，并且得到了良好的應(yīng)用效果，目前石油管工程技術(shù)研究院已經(jīng)將一些研究結(jié)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(cè)試中存在的問(wèn)題繼續(xù)深化研究，4228-5L3 Working Group也表示將廣泛征求各方意見(jiàn)，下一步爭(zhēng)取在縮短API 5L3的修訂周期，細(xì)化修訂程序，提高小組工作人員代表性方面有所改進(jìn)。

在API Spec 5L-Item4210 Working Group(SC5/TGLP)分組討論會(huì)上，大會(huì)對(duì)收集到的針對(duì)API Spec 5L（第44版）的150條修改提案進(jìn)行了逐條細(xì)致討論，各提案方對(duì)其提案的合理性進(jìn)行了答辯初步形成接受修改或拒絕修改的意見(jiàn)，其中石油管工程技術(shù)研究院此次共向大會(huì)工作組提交修改意見(jiàn)6項(xiàng)，這些修改意見(jiàn)大多基于中國(guó)近些年來(lái)管道工程建設(shè)的實(shí)際狀況提出，得到了大會(huì)工作組的普遍肯定。最后經(jīng)過(guò)大會(huì)討論，這些意見(jiàn)中決定采納的修改意見(jiàn)1項(xiàng)，所涉及的條款為10.2.4.6，這一修改意見(jiàn)明確了導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)中彎模直徑的參數(shù)選擇；初步?jīng)Q定需要成立新的工作小組繼續(xù)深化研究的修改意見(jiàn)3項(xiàng)，所涉及的條款為E.3.1.1、10.2.3.3和附錄D，分別針對(duì)射線檢測(cè)在COW管的適用性、輸送鋼管試樣規(guī)格尺寸的合理選擇以及補(bǔ)焊工藝細(xì)節(jié)提出；初步?jīng)Q定不采納的修改意見(jiàn)2項(xiàng)，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?yàn)橛⒄Z(yǔ)語(yǔ)言的理解問(wèn)題，9.9,10.2.1.2不接受原因?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研究還不夠成熟，因此需要進(jìn)一步深化研究。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，API不僅在美國(guó)，而且在世界范圍內(nèi)越來(lái)越成為石油工業(yè)活動(dòng)的有機(jī)組成部分。而API 5L作為輸送管領(lǐng)域的核心標(biāo)準(zhǔn)，它的更新變化對(duì)我國(guó)石油大然氣行業(yè)有相當(dāng)大的影響，通過(guò)參加管線鋼管聯(lián)合工作組會(huì)議和技術(shù)交流，了解該標(biāo)準(zhǔn)的最新動(dòng)態(tài)和研究熱點(diǎn)，可為我國(guó)管線鋼管科研和標(biāo)準(zhǔn)化工作人員提供參考，有助于提高和完善我國(guó)管線鋼標(biāo)準(zhǔn)和制造水平。

鑒于API標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用廣泛，以及API在美國(guó)國(guó)內(nèi)以及在世界其他國(guó)家所享有的極高聲望，結(jié)合此次會(huì)議經(jīng)驗(yàn)，石油管工程技術(shù)研究院認(rèn)為國(guó)內(nèi)管線鋼領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)以及生產(chǎn)廠家可以結(jié)合各自專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步加強(qiáng)與API各分委會(huì)之間的溝通協(xié)調(diào)，了解各自專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)，并結(jié)合自身科研及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積極投身API各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，增加中國(guó)石油裝備制造的國(guó)際影響力與話語(yǔ)權(quán)。

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