油气输送用管件检验问题探讨*

王冬林，沈 平，王志鹏，李安强，余国民，李富强

（1.中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西 西安 710077；2.北京隆盛泰科石油管科技有限公司，北京 100101；3.中国石油化工股份有限公司西南油气分公司，四川 德阳 618099）

管件作为管道系统工程中起变向、连接、分流、密封、控制、支撑等作用的零部件，在管道工程建设中起着举足轻重的作用，其中用于管路连接的管件包括弯头、三通、大小头、管帽、弯管、支管台、法兰、盲板和短节等［1-10］。为验证管件生产新工艺与生产线的协调性以及新产品与订货要求的符合性，避免因管件产品批量不合格造成的资源浪费，在管件生产期间必须进行制造工艺评定、小批量试制、首批检验和组批试验［11-15］。目前相关标准和技术协议对管件检验的要求不一致，执行起来比较困难。现根据管件生产工艺流程，详细探讨目前油气输送用管件检验中存在的问题，并提出建议。

1 工艺流程及重点检查内容

管件的生产工艺流程为：材料检验→下料→卷管焊接→成型→盘头、矫圆→热处理→表面处理→端面机加工→尺寸检测→无损检测→力学性能检测→标志→包装入库→产品发运。其中，材料检验、热处理、尺寸检测、无损检测、力学性能检测是保证管件质量的重点工艺，应该在实际检验时给予重点关注。

材料检验：检查母管或钢板的炉号、管号、外观尺寸、标记、规格、质量保证书、入厂理化复检结果等与技术协议要求的符合性。

下料：通常管件成型不同，对应原材料种类不同，原材料为钢板或钢管，根据原材料形式不同，检查钢管/钢板下料尺寸与图纸标注的一致性。

卷管焊接：检查钢板尺寸、焊接方式、电流、电压等工艺参数与工艺文件的符合性。

成型：根据具体管件类型所选择的成型方式，检查成型时的加热温度、加热时间、成型次数、加热与成型间隔时间等与工艺文件的符合性。

盘头、矫圆：检查盘头、矫圆后不圆度、外观等与工艺文件的符合性。

热处理：检查热处理参数，如加热温度、保温温度、加热速度、冷却速度、保温时间等参数与热处理工艺的符合性。

喷砂表面处理：检查喷砂后外表面是否符合Sa2.5 要求。

管端机加工：检查机械加工后管件外观、尺寸与标准要求的符合性。

尺寸检测：检查外观、壁厚、外径、坡口尺寸等参数与标准要求的符合性。

无损检测：管件无损检测包括磁粉/渗透检测（两者选其一）和超声波检测，检查探伤仪器、探伤方法、灵敏度、检验部位、无损报告等与工艺文件的符合性。

力学性能：检查取样及理化试验结果等与标准要求的符合性。

标志：检查标志内容、标志形式与标准要求的符合性。

包装入库：检查包装方式、储存环境。

产品发运：检查出厂资料的完整性和齐全性，检查管件在发运、吊装过程中是否存在磕碰。

2 不同标准对检验的异议之处

管件采取的国家标准一般为GB/T 12459—2017《钢制对焊管件 类型与参数》、GB/T 13401—2017《钢制对焊管件 技术规范》，这两个标准配套使用；中国石油天然气集团公司（简称中石油）一般依据CDP-S-OGP-PL-010-2014-3《油气管道工程用DN350 及以下管件技术规格书》和CDP-S-OGPPL-011-2014-3《油气管道工程用DN400 及以上管件技术规格书》采购管件，根据采购管件规格选择标准。目前管件采购标准基本采用上述两类标准，现详细阐述国家标准和中石油技术规格书对管件检验的不同要求。

2.1 工艺评定

（1）中石油管件技术规格书。

中石油CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 技术规格书5.2.3.1 条款规定：DN400 mm（公称直径400 mm）及以上管件产品正式生产前，供货商应按照规定进行单根管件的工艺评定试验，工艺评定通过后再进行小批量试制，抽检合格后方可进行首批生产。该技术规格书5.2.3.2 条款规定：若在签订合同前1年内，供货商有可核实的同等或更高钢级、更大直径产品的供货业绩和完善的工艺评定文件资料证明，可不再重复进行单根、小批量试制。但是中石油CDP-S-OGP-PL-010-2014-3 技术规格书规定DN350 mm（公称直径350 mm）及以下管件不需要进行工艺评定。

CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 技术规格书附录A 要求：工艺评定件的对接焊接应进行100%超声波检测+100%射线检测；采用超声波探伤方法对工艺评定件管体母材进行纵向/横向裂纹检查；采用磁粉或渗透检测对工艺评定件表面进行检查，按照取样位置和取样方向要求进行拉伸、冲击、导向弯曲试验和维氏硬度、金相检验。

（2）国家标准。国家标准不要求工艺评定。

（3）对比分析。管件若按照国家标准生产则不需要进行工艺评定，但中石油技术规格书要求：DN400 mm 及以上规格应按照“工艺评定试验→小批量试制→首批检验”的顺序进行生产，工艺评定试验和小批量试制可免做，工艺评定试验是为了验证工艺的可行性，小批量试制和首批检验是为了验证工艺批量生产的可行性；DN350 mm 及以下规格管件不需要进行工艺评定和小批量试制。这主要是出于小直径管件工艺较为成熟、钢级较低等方面的考虑。综合来看，中石油技术规格书相对于国家标准、大直径管件相对于小直径管件来说，要求更严格。

2.2 首批检验

（1）中石油管件技术规格书。

中石油CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 技术规格书5.2.3.3 条款规定：首批生产的管件应按附录B 的要求进行检验，首批检验合格后方可进行正式生产，在签订合同前3 年内，供货商若有可核实的水压爆破试验的文件资料，可不再重复进行水压爆破试验。CDP-S-OGP-PL-010-2014-3 技术规格书5.2.3 条款规定：首批生产的管件应按附录B 的要求进行检验，首批检验合格后方可进行正式生产。但该技术规格书未提及水压爆破替代要求。

CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 和CDP-S-OGPPL-010-2014-3 技术规格书附录B 首批检验要求为：从同一制造工艺首次生产的管件中抽取5 件管件进行里氏硬度检验、外观质量及尺寸检测、无损检测，其中随机抽1 件管件进行管体化学分析、拉伸试验、夏比冲击试验（三通、弯头管体横向还应进行系列温度冲击试验）、导向弯曲试验、维氏硬度和金相检验，再在剩余的4 件中抽取1 件管件进行水压爆破试验。

（2）国家标准。不要求进行首批检验。

（3）对比分析。管件按照国家标准生产时不用进行首批检验：而按照中石油技术规格书进行生产时不论直径大小均要求进行首批检验，并且对首批检验数量、检测项目等进行了明确规定，而且对DN400 mm 及以上管件的水压爆破试验的免做情况进行了明确规定，DN350 mm 及以下管件无水压爆破免做条款，需要进行水压爆破试验。对于规格不同的管件，中石油技术规格书这样规定主要是出于大直径管件风险性更高以及成本更高方面的考虑。

2.3 组批试验

（1）中石油管件技术规格书。

中石油CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 技术规格书8.1.2 条款规定：单根试制、小批量生产过程中，应各抽取1 件管件产品进行力学性能和金相检验；正式生产过程中，同一熔炼批次、同一热处理工艺、坯料公称壁厚差不超过6 mm 的同类管件不多于50 件为一批，每批应抽取1 件进行力学性能和金相检验。CDP-S-OGP-PL-010-2014-3 技术规格书5.2.3 条款规定：正式生产过程中，原则上应按照同一熔炼批、同一热处理工艺、同热处理炉批及同类管件为一批，每批应抽取1 件进行力学性能和金相检验。

CDP-S-OGP-PL-011-2014-3 和CDP-S-OGPPL-010-2014-3 技术规格书检验项目基本一样，包括：对指定管件部位进行拉伸试验、夏比冲击试验、焊缝导向弯曲试验、硬度检验、金相检验。

（2）国家标准。GB/T 13401—2017 标准7.1.1.1条款规定：采用相同原材料牌号、相同熔炼炉号、相近原材料规格（壁厚差不大于6 mm）和相同热处理工艺制造的管件为1 批。检验项目与中石油技术规格书的相同，包括：对指定管件部位进行拉伸试验、夏比冲击试验、焊缝导向弯曲试验、硬度检验、金相检验。

（3）对比分析。中石油技术规格书组批原则针对不同直径管件存在细微差别，DN400 mm 及以上规定为坯料的公称壁厚差不超过6 mm，DN350 mm 及以下规定为同热处理炉批。这主要是因为不同规格的小直径管件的热处理可以采取同热处理炉批进行处理，减少了组批试验成本；而通常大直径管件的不同规格（特别壁厚相差较大时）的热处理工艺肯定不一样，因此为了保证热处理后管件性能规定了壁厚差范围。中石油技术规格书与国家标准的组批检验项目完全一致，但组批原则相差很大。对于DN400 mm 及以上管件，中石油技术规格书要求是同类管件，而国家标准要求相同原材料牌号，其余原则一样。因此，中石油技术规格书比国家标准要求严格。

3 中石油技术规格书更严格的意义

近些年中石油站场、输油气管线发生了很多次管件泄漏事故。由于石油行业的特殊性，导致管件使用率居高不下，并且叠加石油行业管件使用环境严苛性等原因，造成事故的发生概率远大于其他行业，如某输气管线三通管件主管肩部母材补焊焊缝出现裂纹导致了整条管线爆裂事故、某工程站场井口计量撬旁通处三通发生断裂失效导致人身事故，这些事故的发生对社会造成了极其严重的人身、财产伤害及经济损失。以上这些因素导致石油行业必须制定比国家标准更加严格、更加适合本行业的技术规格书，中石油技术规格书因此孕育而生。

4 目前检验中存在的问题及建议

（1）选定标准的重要性和适用性。

国家标准和中石油技术规格书对是否要进行检验、检验项目以及替代性的规定各不相同。采购方应根据自身要求合理采用相关标准，最好根据自身要求制定合适的技术协议。综合来看，中石油技术规格书比国家标准要求更加严格，对大直径管件比小直径管件要求严格。中石油技术规格书适用范围为油气输送管道工程用钢制对焊管件，制造的管件适用于输送天然气、原油、成品油及液态液化石油气的管道工程干线和站场；国家标准适用范围为钢制对焊无缝管件和焊接管件，从标准适用性来看，中石油技术规格书仅适用于石油行业油气输送管道工程用管件，而国家标准适用于各行业管件。综上所述，中石油技术规格书中的规定更加考虑了油气输送管道工程实际情况，针对石油行业情况增加了很多相应的条款。整体来说，国家标准是中石油技术规格书制定的依据，中石油技术规格书是国家标准在石油行业的应用，两者是相辅相成、相得益彰的，因此中石油技术规格书的修订离不开国家标准的发展和完善，中石油技术规格书应该在充分考虑国家标准修订的情况下，根据该行业管件使用特点及时修订和增加适合该行业的条款。

（2）某些情况下单根试制、小批量生产、首批检验和组批试验无法分别进行。

目前部分采购方单次采购管件量很小，很多都不到10 件，如果采用国家标准可不进行单根试制、小批量生产、首批检验，只进行组批检验，这样就比较合理。但是如果按照中石油技术规格书要求必须要严格按照单根试制→小批量生产→首批检验→组批试验顺序进行，这就给各制造商执行起来带来难度并且增加了采购成本，如果采购量比较小，建议单根试制、小批量生产、首批检验和组批试验可按“合四为一”的方式进行，一次性生产出全部管件，再按照组批原则进行组批试验即可。

（3）工艺成熟产品反复做检验实际意义不大。

工艺成熟产品严格按照要求进行单根试制、小批量生产、首批检验和组批试验完全没有必要，所以中石油技术规格书才对单根、小批量试制免做情况进行了详细规定，对于常规产品一般厂家均能满足免做的规定。中石油技术规格书对首批检验的水压爆破试验免做也进行了规定，这样从根本上节约了制造成本。

（4）检验项目难以选择。

管件一般生产工艺是由无缝钢管或焊接钢管通过推制、拔制、锻造、挤压、冲压等工艺加工而成，而对于一些非常规管件，比如3D 弯头通常工厂会选择弯管热煨工艺进行成型，这时就要特别注意3D 弯头检测项目要按照弯管的相关标准进行检测，不能按照管件标准进行检测，这是因为各标准试验项目都是根据成型工艺经过试验总结出来的检测项目，有利于检测出各种成型工艺薄弱环节。

5 结语

按照各技术要求，管件生产过程中检验程序众多，而且针对采购方采用的不同标准造成检验项目各有不同，建议采购方从实际需要和经济效益方面考虑，针对不用规格、不同钢级、不同采购量、管件的生产难易程度、是否为成熟产品等因素综合制定管件技术协议，选取合适的检验内容和项目。