石油管材产品标准应用现状及发展建议

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(中国石油技术开发有限公司　北京　100028)

0　引　言

标准是对重复事物的概念所作的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据[1]。标准在技术上的引领作用、在贸易中的规范作用、在安全上的保护作用、在发展中的协调作用和在竞争中的壁垒作用，对推动我国石油管材产品的国际化发展战略至关重要。

石油管材主要包括石油专用管和管线管。石油专用管又叫油井管，主要包括油套管、连续油管和钻杆、钻铤、加重钻杆、方钻杆等；管线管又叫输送管，主要包括直缝埋弧焊管、螺旋埋弧焊管、高频电阻焊管、无缝管等。近年来，随着油气工况越来越复杂以及新技术的不断出现，其他新型管材产品(如耐蚀合金管、非金属管、各种金属和非金属复合管等)也逐渐进入石油天然气领域[2]。

自石油管材产品国产化、标准化以来，以美国石油协会API和中国石油行业SY为主的石油管材产品标准系列建立起了制造商和产品使用者之间的桥梁，大大促进了国内石油管材产品生产制造技术和质量管理水平的提高，为中国石油工业的发展作出了应有贡献。但在市场应用过程，尤其是国际市场应用中，目前的石油管材产品标准仍存在诸多的不足，不利于生产制造技术的进一步提升和合理、有效使用。笔者结合在国际市场石油管材产品供货过程中的体会，对石油管材产品标准应用现状及存在的问题进行必要的分析。

1　石油管材标准分类及特点

1.1　主要标准分类

按照标准化对象，标准通常可分为技术标准、管理标准和工作标准三大类；技术标准又可以分为基础标准、产品标准、方法标准、安全卫生与环境保护标准四类。按照约束力强弱，标准又可以分为强制性标准、推荐性标准和标准化指导性技术文件。按照适用范围，标准又可以分为如下几类(级)：国家或地区标准、行业标准、地方标准和企业标准。根据制定人的不同，企业标准又可以分为生产制造企业标准和使用企业标准(有时使用企业又会根据具体的项目执行相应的项目标准或项目技术规范)。此外，国际标准和国外先进标准由于具有较大的影响力和较高的权威性，得到了越来越广泛的认可和应用，甚至成为最流行的国际标准(如API)；部分国际标准、国外先进标准和国家标准出现了相互借鉴甚至合并现象(如API与ISO，API与ANSI，NACE与ISO等)。

我国目前现行的管材标准体系主要有石油管材通用基础标准、油井管标准、输送钢管标准、非金属及复合管标准、其它焊接钢管标准、油气压力管道安全评价标准六大类。在石油管材领域，国际上主要采用的标准以API标准体系为代表，涉及ISO、其他国家或地区标准、行业标准、企业标准及国际先进标准等，这些标准又以产品标准和方法标准为主。笔者主要就产品标准进行探讨，除非必要，一般不涉及方法标准的讨论。表1列出了石油管材常用产品标准及分类。

表1　石油管材常用产品标准分类列表

1.2　石油管材产品标准的特点

国外石油管材标准经过多年的发展，积累了许多成熟的经验，突出的特点是标准体系比较完善、更新速度快、标准的适用性和针对性强、标准的技术储备比较充分。

作为现实意义上的国际通用标准，API标准在全球范围具有很高的认可度和普遍的应用，对促进全球石油管材乃至石油装备产品的标准化、规范化起到了有力的推动作用。为了顾及更多的生产制造企业和使用企业，扩大其适用范围，API等国际通用标准的诸多指标要求较松[3]，属于入门级要求。

很多国家标准、行业标准、企业标准或项目标准都是在国际通用标准的基础上不同程度地加严，以适应本国、本行业、本企业或本项目的需要。

为了适应不同的产品使用者需求和生产商制造能力，很多标准对产品制造规范进行了分级、分组，如API 5CT标准中规定了套管、油管、平端套管衬管和短节、接箍毛坯及附件的交货技术条件，并建立了三个产品规范等级(PSL-1、PSL-2、PSL-3)的要求，对产品要求逐级加严。

除此之外，还有一些标准甚至衍生出一些子类产品标准；国际上各大油公司(如ExxonMobil、Shell、Chevron等)结合工程的实际需要，均制定了一些采购和现场作业的技术标准和规范，作为API标准的补充，这些标准在技术内容上较API标准更严苛、更先进。

2　产品标准执行中存在的问题

2.1　标准体系方面

1)部分标准缺乏系统性、协调性

目前，国内石油管材产品标准以API为代表，同时共存的标准包括中国国家标准、国际标准、行业标准，在部分重点项目和出口项目中还往往涉及项目标准。一方面是多个标准系列共存，存在重复制定现象；另一方面是一些共性的问题在多个标准体系中均没有得到很好的规定，存在技术空白现象。此外，各个标准之间相对独立、分散，缺乏统一性和协调性，从而给使用带来一些混乱和不便。还有一些国标和行业标准制定滞后，技术内容落后，制定出来的标准由于内容已经过时、使用者不明确、使用不习惯等种种原因而无法被有效采用。

2)高端产品缺乏统一标准

在常规产品方面，除了产品标准之外，以API为代表的石油管材标准体系中包含了产品性能和设计计算标准，从而建立起了基本的“产品设计→生产制造→试验检验→产品性能→工程应用”配套体系。但随着油气勘探开发难度的不断加大和作业要求的不断提高，石油管材产品的使用工况也越来越苛刻，相应的高端产品(非API产品)也得到越来越广泛的应用，如以高压气井用气密封螺纹为代表的特殊螺纹油套管、以高抗扭为代表的特殊接头钻杆、抗硫和低温钻杆、高抗腐蚀油套管和管线管(含各种复合管)、高抗挤毁套管、超深井用油套管、非常规尺寸油套管，以及由上述特殊工况组合而成的各种极端苛刻工况产品等。在高端产品方面，缺乏普遍适用的产品性能和工程应用标准，也缺乏完整的生产制造和检验标准[4,5]。这对于合理、有效地生产和使用产品造成了极为不利的影响。目前，一些高端产品在使用中出现失效事故，造成巨大的经济损失，其主要原因就是缺乏统一的产品标准、检测评价标准和现场应用、操作规范，质量把控难度大，产品选型较为盲目。

3)部分标准条款模糊、笼统或脱离工程实际，缺乏可操作性

出于种种考虑(如适应不同用户和制造商的实际条件)，很多标准在一些条款的表述上存在一定的模糊性，这增加了执行的灵活性，但也同时造成了对条款理解的分歧，容易造成用户(含产品使用者和工程设计者)和制造商之间的争议和推诿。如API Spec 5CT PSL2要求对油套管螺纹喷砂，但喷砂的具体技术要求和验收准则(如表面粗糙度、锚纹深度等)等并没有具体规定。再如API RP 5C1对油井管的存储、运输和现场操作作了比较明确的规定，包括对套管下井作业和上扣速度，管子如何堆放和堆放层数等均有明确要求，但由于实际现场条件和作业限制，国内外很多现场无法严格执行该标准。

2.2　用户使用方面

1)缺少对标准的全面认识

许多用户在订货时使用API标准，在一般工况下，API管材产品基本能满足要求，而且是最经济的、合理的做法。但是，很多用户在工况复杂苛刻的环境下，依然只采用API标准作为订货技术条件，这样显然是不合理的，甚至存在很大的安全隐患。导致这种“低配高用”情况的主要原因是有些用户对API标准存在认识误区，以为API标准既然是世界通用标准，就一定是先进、高端、全面的标准。还有一些用户虽然认识到API标准的局限性，也对一些国际权威组织发布的特殊工况使用标准有一定了解，但由于对标准认识的不全面，造成一些不必要的麻烦。如一些用户考虑到实际工况为酸性服役条件，在订货时只提要抗酸管，参考NACE标准，但其实NACE标准中包含很多个标准，如NACE MR0175是酸性服役条件下的选材标准，NACE TM0177规定了SSC试验方法，NACE TM0284规定了HIC试验方法等，供应商不能越俎代庖，代替用户对材料选择做决策。另外，NACE标准中虽然对选材标准、试验方法做了推荐和规定，但对于酸性服役条件中比较敏感的硫、磷元素含量及HIC、SSC的试验频次等还应由用户或用户聘用的工程设计方来定夺。

2)工况复杂化，采用标准不规范

随着实际工况越来越复杂，如在高寒、深海、沙漠和地质灾害高发等恶劣环境下建设长距离、高压、大流量油气输送管线，以及在深井、超深井、高压气井、盐膏层等复杂工况下勘探开发时[6,7]，用户使用“API标准+补充技术规范”的订货方式越来越普遍。补充技术规范是用户在API标准基础上提出的特殊附加要求，该要求会明确API标准中的一些可选项和未明确的内容，如试验频次、试验等级、探伤方法、外观要求等，以此确保产品质量，保证使用安全。而实际使用这种方式时也存在一些问题，如制定技术规范的人员水平参差不齐[8]，很多是纸上谈兵，没有深入现场实地考察或缺乏工程实践经验。从而造成所制定的技术规范不协调、不系统，甚至出现与基础API标准矛盾的现象；一些用户在制定补充技术规范时，没有结合实际工况做真正意义上的研究设计，而是照搬照抄、生拉硬拽；也有一些用户对标准的理解不充分，仅从自身的质量风险出发，简单的认为技术要求越严格就越安全，就不会发生质量事故，致使在制定规范时一味地追求高标准、严要求，不考虑制造厂生产实际和质量控制成本等。譬如，国内经过西气东输项目后，很多用户在管线管采购时照搬西气东输技术规范，认为只要符合西气东输项目技术规范的管线就是好管线，就不会有风险，甚至对一些小口径、低压力、工况并不复杂的管线使用西气东输管线标准，“高配低用”，造成了极大的浪费。

3)部分用户以标准作为技术壁垒，达到预期目的

由于技术或商务原因，部分用户以标准作为技术壁垒，或是指定某些制造商或品牌，从而不利于其他制造商(供应商)公平竞争。如俄罗斯及独联体地区目前石油管材执行独联体跨国标准(GOST标准)，是由前苏联国家标准转变过来的，自成体系。尽管目前该标准逐步与API标准接轨，但仍保留了很多技术特色，如在管材规格、螺纹接头等方面，分类很细，针对性较强。如在俄罗斯石油公司的石油管材招标中，技术要求除了GOST标准外，针对某些产品还经常要求同时满足一些Ty文件的技术要求，这些Ty文件是俄罗斯石油公司在某些合同中与供应商签订的补充技术文件，这些标准对于外国制造商(供应商)来说在文件搜集、翻译和标准消化上均有很大难度。

近年，随着勘探开发难度逐年递增，特殊螺纹产品在国际市场上的占有率越来越高，但一些国际石油公司的管材招标中经常会明确指定几个或若干个品牌(如VAM、Hunting、Tenaris等)，或者对某些性能数据提出明确但不尽合理的要求从而变相达到指定品牌的目的。

2.3　生产制造方面

1)对标准的地位和定位认识不足，对标准的具体要求认识片面

部分制造商对标准的地位和定位认识不充分，不能完全正视“产品标准是对产品的生产、检验所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合为基础，作为共同遵守的准则和依据”。甚至无视“标准一旦确定为各相关方的共同遵守的准则和依据，就具有极强的权威性和强制性”，在项目执行过程中存在讨价还价、甚至私自降低标准要求的做法。一些制造商对标准的具体内容和详细要求进行选择性的解读，只关注对自己有利的要求和数据，有意无意忽视对自己不利的要求，尤其是涉及多个标准同时执行时，该现象更为突出。

2)制造商生产经验不足

部分制造商缺乏对相关标准的充分认知和相关生产经验，想当然地以现有经验推测未知或不熟悉的领域。尽管目标设定的很完美，但在实际生产过程中，往往遇到这样或那样的困难，且一时难以解决，不仅影响了生产进度，也对自身信誉造成伤害。这在非常规产品生产方面比较突出。

3)制造商管理水平有待提高

标准在很大程度上反映的是制造商整个质量控制体系，不仅要求制造商在技术水平和硬件基础上满足标准要求，更要求制造商从原材料采购、入厂检验、生产制造、试验检验及可追溯性等全流程控制。部分制造商尽管取得了相关标准的认证，也能够小批量生产符合标准的产品，但在大批量生产中往往存在这样或那样的问题(如人机效能低、产品成材率低等)，这在很大程度上是其制造管理水平低下的反映。

4)部分特殊产品，缺乏统一标准

部分特殊产品(非常规)产品，缺乏统一的执行标准[9]，一般属于制造商的专有技术或品牌，制造商在生产制造的细节上具有较大的主动权，不利于用户对产品性能和质量的实质性掌控和判断[10]。

3　对石油管材产品标准发展的建议

1)标准制定单位应加强标准体系建设，提高标准制修订水平，加速交叉重复标准的整合及落后不适用标准的废止，制定出更适合市场要求的标准。同时，加速推进特殊工况石油管材产品标准(如含硫环境用管材技术标准、特殊螺纹油井管选择评价检测标准、超深井用油套管技术标准、抗腐蚀管线管技术要求等)。

2)加强标准宣贯实施工作，对重点标准和新制定的标准要做好定期宣贯工作，通过宣贯帮助制造企业(供应商)及时掌握标准最新动态，了解市场需求，提高标准技术水平。

3)标准使用单位(制造商和用户)应高度重视标准的重要地位和适用性。在技术交流和谈判中，准确把握标准和技术规范的适用性和可操作性，本着既满足用户实际需求，又便于制造商生产执行的原则，将用户的要求逐一转化成对制造商的要求。即使是最简单、最常规的产品，也要高度重视标准和技术规范的重要性。

4)标准使用单位(制造商和用户)应积极开展标准基础研究工作，对国际先进标准和国际大石油公司管材相关标准和技术规范进行跟踪研究并加以消化、吸收和应用。如用户要将标准要义精准地体现在产品选型和技术要求中，制造商要将其贯彻到生产的各个环节中，并尽可能制定相应的内控标准以适应新形势的发展。

[1] 李延丰，张卫华，严春丽，等．石油天然气输送管标准探讨[J]．钢管，2010，39(2): 63-68.

[2] 李鹤林. 石油管工程[M]. 北京：石油工业出版社，1999: 1-6.

[3] 樊治海，方伟，秦长毅，等. 实施标准化战略促进油井管工程发展[J]. 石油工业技术监督，2004，20(2): 14-19.

[4] 徐婷，李为卫，方伟，等. 石油管材标准体系研究及发展规划[C]//中国标准化协会.“中光防雷杯”优秀论文选集，北京：中国标准化协会，2014, 1132-1136.

[5] 廖凌，崔顺贤，叶顶鹏，等. 油井管标准的技术现状分析[J]. 石油工业技术监督，2009，25(8): 5-12.

[6] 李鹤林，张文利. 高性能油井管的需求与发展[J]. 钢管，2009，38(1): 1-9

[7] 王双来，彭娜，胡松超，等.非API油井管的发展及质量控制方式[J].石油工业技术监督，2015，31(9)：10-14.

[8] 潘丽梅，谢艳峰. 国内管线钢标准应用现状分析[J]. 冶金标准化与质量，2005，43(6): 30-32.

[9] 方伟，徐晓峰，徐婷. 油井管标准化及非API油井管标准体系[J]. 石油工业技术监督，2010，27(6):20-23.

[10] 蔡晓闻，高连新. 我国油套管特殊扣螺纹接头的发展现状[J]. 焊管，2008，31(4): 41-44.