炼油工程中石油裂化用无缝钢管的标准分析

张怀策

摘 要:随着近年来我国石油化工原有结构的调整以及石化装置朝着大型化、采用新工艺、新装备的趋势发展,对于石油裂化用无缝钢管质量以及品种都提出了更高的要求。与此同时国内的无缝钢管的制造业水平和产品质量也较之以前取得了明显的进展。为此有必要对现行的GB 9948—2006标准进行分析并提出修改意见,以达到提升标准技术水平、满足石化行业的发展需求以及促进石化用无缝钢管质量的提升。文章主要从石油裂化用无缝钢管常用标准牌号对比、国标与国际及国外先进标准的对比、以及石油裂化用无缝钢管的改善建议三方面进行了详尽的论述。

关键词:炼油工程石油裂化无缝钢管标准

中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0068-01

石油化工行业作为关系国计民生的重要基础工业之一,在能源消耗与日俱增的今天,促使石化行业逐渐的朝着深度加工、油化一体以及生产过程的高效清洁的方向发展。而无缝钢管是石油化工行业进行运营维护、设备制造以及工厂建设的重要原材料,钢管必须满足耐高压、耐高温以及耐腐蚀的要求。同时由于无缝钢管接触的媒介一般具有易燃易爆、有毒有害的性质,因此其质量也直接的影响到环境以及人身的生命安全。为此对炼油工程中石油裂化用无缝钢管的标准进行分析,不断的改进标准的内容,对于指导、规范现实的钢管质量具有极为重要的现实意义。

1 石油裂化用无缝钢管常用标准牌号对比

我国现行的GB 9948—2006标准与国外标准以及国际标准相比具有以下几点特殊之处:

(1)我国考虑到锅炉与石化使用的特点不同,将其分别制定了相应的标准,而在ISO、欧盟、美国以及日本的相应标准中则是使用的统一的标准。(2)我国的GB 9948—2006标准将不锈钢、合金钢以及碳素钢纳入同一个标准,而日本则是将三种钢材分别制定各自的标准,ISO、美国以及欧盟出现了将合金钢与碳素钢或者合金钢与不锈钢纳入同一标准相关规定。(3)近年来对于12Cr2Mo(T/P22)这一钢种的需求量加大,但是在GB 9948—2006标准中没有相应的牌号。(4)美国在标准中对于石化行业经常采用的Cr5Mo(T5/P5)规定了三种化学成分以及相应的热处理工艺,同时在T5b/P5b中规定了1%—5%的si元素含量以及不大于0.12%的C元素含量；而在欧盟的相关规定中却没有对该钢种的化学成分作出说明,但对于热处理方式也做出了相应的规定。但是我国的标准中并没有涉及上述的相关规定。(5)中国的相应的标准中没有涉及到石化行业中常用到的Cr9Mo(T9/P9)以及10Cr1Mo(T11/P11)这两种钢种,但是欧盟与美国的标准中有相关的规定。

2 我国标准总体水平评价

GB 9948—2006作为石化行业重要的原材料标准,在实际的应用中基本可以满足钢管用户、钢管制造以及设计院所的需求。但是通过与国际、国外的标准相对比可以发现,我国现行的钢管标准在力学性能、外形、工艺性能、化学成分以及尺寸允许偏差等方面的指标均存在一定的差异,但是总体的水平平已经达到甚至超过了国际以及国外标准。

但是我国的标准的制定也存在着一定的盲目性,其首要的因素是由于我国在材料基础研究方面的投入不足,以至于积累的数据有限,当制定标准时往往是通过对于国外标准的跟踪、收集以及转化来制定本国的标准。此外我国的钢管制造行业对于我国国产材料的高温腐蚀性能以及长期高温蠕变性能的研究较为的缺乏,同时对国产材料与进口材料在加工、焊接以及高温运行后的性能变化没有深入的对比分析,因此也不能准确的判定国产钢材的寿命以及质量是否达到进口钢材的水平。这些问题的存在直接的导致我国钢管制造也与用户之间的斜街短缺以及仍存在借用国外标准的现象。

此外经过对比发现,我国的国标与国际、国外先进标准在尺寸交货方式、尺寸精度和外形精度、化学成分和力学性能要求、工艺性能要求以及其他检验项目都存在着较多的差异。例如我国国标中以及日本的相关标准中规定的尺寸交货方式为公称壁厚或者是公称外径,而相对的欧盟以及美国的标准还增加了多种尺寸的交货方式；钢种含有的有害元素质量百分量,例如P、S等也存在不一致之处；为了保证钢管的工艺性能,我国规定外径为22—400mm的钢管要进行压扁实验,相应的技术指标与美国一致,只是美国使用的是两步实验。

3 完善标准建议

3.1 强化自主研发力度

加强石油裂化用无缝钢管的研发以及基础数据的研究力度,以满足国产化石油裂化管的需求。我国在大型石化装置用管方面不能长期的依赖于传统的引进、消化吸收以及国产化研发的传统路子,而应该逐渐的针对本行业以及用户的具体需求以及石油裂化用管的发展趋势,对石油裂化用管进行一定的前瞻性的开发,例如大力的开发抗腐蚀、耐高温的新材料。同时开展对于重要材料的性能研究,通过跟踪材料的应用,不断的将新的研究成果纳入新的标准。

3.2 满足用户需求

要及时的根据用户对于钢管的质量以及品种的要求对GB9948—2006进行修正,以满足客户对于高质量钢管的使用要求以及弥补钢管标准存在的不足,具体的修改建议如下:

(1)在新的标准中增加目前大量使用的Cr2Mo(T22/P22)以及的10Cr1Mo(T11/P11)牌号。(2)建议在标准中增加目前大型石化中已经被广泛的使用的高温抗氧化性能钢种以及更高级别的抗氢钢种Cr9Mo (P9/T9)。这一钢种主要的应用炼油厂焦化、常减压以及催化重整等装置中管式炉以及工艺管道。一般要求的工作环境条件为:短时的温度为795℃,长期工作温度不高于650℃,管内的工作压力小于10MPa,管内的介质主要是油品/油气、氢气、高温硫以及硫化氢,当用于焦化装置时,钢管需要承受交变荷载的作用。(3)调整钢种的化学成分要求,使之与GB5310—2008的成分要求一致,与此同时不锈钢牌号按照GB/T20807—2007的标准命名规则也要作出修改。(4)在标准中增加按照公称内径、最小壁厚的交货方式,并相应的增加尺寸允许的偏差要求。(5)考虑增加碳素钢管抗硫化物应力开裂以及抗氢开裂对于管材的特殊要求。例如抗硫化氢腐蚀钢管增加碳含量、屈服比以及硬度上限等要求。(6)为了便于和国外的钢管石化公司交流,要制定GB9948—2006英文版。

4 结语

文章主要的分析对比了GB 9948—2006标准与国际、国外先进标准,结果发现尽管我国的标准与国际、国外的先进标准基本一致,但是由于我国的石油化工行业发展迅猛,致使现行的标准与行业的发展存在着一定的差距。为此要参考以上提出的几点建议以及现实的需求,尽快的修订现行标准,同时制管行业与用户方要不断的加强基础材料的研究,为我国的标准修订提供充足的基础数据支持。

参考文献

[1] EN 10216—2:2002压力用途的无缝钢管交货技术条件第2部分:规定高温性能的非合金钢和合金钢[S]．2002．

[2] 全国钢标准化技术委员会．GB5310—2008高压锅炉用无缝钢管[S]．北京:中国标准出版社,2008．