管(guǎn)道介(jiè)質的輸(shū)送壓力有逐漸增高(gāo)的趨勢,在輸氣管線上尤為明顯。這是因為(wéi)在一定範圍內提高輸送(sòng)壓力會增加經濟效益,以輸氣管線為例,在(zài)輸量不變(biàn)的條件下,隨著輸送壓力的提高氣體的密度增加而流速減小,從而使摩阻(zǔ)下降。 在一條輸氣管線的站間距內由進站到出戰壓力逐漸下降,而流速逐漸增加(jiā),隨之摩阻也(yě)逐漸增加,故離進站口(kǒu) 3 / 4 長度消耗生(shēng)出站壓差△ p 的一半,而後 1 / 4 長度消耗另一半。輸氣管線與輸油管線最大的差別是由進站到出站流速是逐(zhú)漸增(zēng)加的,這是介質的(de)可壓縮性造成的。而油基本上是不可壓縮的,雖然輸送壓力沿管程逐步下降,但流速是不變的,摩阻也是前後相同的。由此看出(chū)對於(yú)輸氣管線壓力的提高可使摩阻下降,而輸送(sòng)能耗(hào)下降(jiàng)。 還應指出,輸氣管線的能耗遠比輸油為大,僅以西氣東輸管線(xiàn)為例,該管線輸送壓力 p : 10MPa ,輸量(liàng)為(wéi) 120 億 m3 /年,管線長度為 4000KM ,粗略按(àn)經驗估計能耗大(dà)致為 12 億 m3 /年,而(ér)輸量的。 1/10 作為沿途的能(néng)源(yuán)消耗掉了。 由於對降低能耗的關切,輸送壓力有逐步增加(jiā)的趨勢。早期我國四川省的天然氣管(guǎn)線輸(shū)送壓力為(wéi) 2.5MPa ,以後增加到 4MPa ,陝京線提升為 6MPa ,西氣東輸增至 10MPa ,國外經濟發達國家近十氣輸氣管(guǎn)線多選取 12MPa 。 在輸氣管線上壓比亦有逐(zhú)漸下降的趨(qū)勢。所謂壓比指進站壓力與出站壓力之比,壓比減少意味(wèi)著全線均在(zài)較高的壓力下運行,這樣也可使能耗減小。早期壓力多為 1.6 ,後來降至 1.4 ,近年國外有些輸氣管線取壓比為(wéi) 1.25 。當然,壓(yā)比減小,壓縮機站(zhàn)數要增加,從而(ér)投資會增加。對於管徑、壓力、壓比均需進行優化計算和比選。 當輸量確定,通過優化確定管徑、壓力(lì)、壓(yā)比以後(hòu),如(rú)選取較(jiào)高壓力而鋼(gāng)材強度等級太低,則會造(zào)成壁厚(hòu)過大,這給製管、現場焊接(jiē)以及(jí)運輸等(děng)諸多環節帶來困難,甚至難以實現。生產(chǎn)的需求促進了鋼材等級(jí)的提高。 API 於 1926 年發布 APl5L 標(biāo)準,最(zuì)初隻包括 A25 、 A 、 B 三種鋼級(jí),最小屈服值分別為 172 、 207 、 251MPa 。 API 於 1947 年發布 APl5LX 標(biāo)準,該標準中增加了 X42 , X46 , X52 三種鋼(gāng)級,其最小屈服值分(fèn)別為 289 、 317 、 358MPa 。 1966 年開始,先後發布了 X56 、 X60 、 X65 、 X70 四種鋼(gāng)級,其最小屈服值分別為(wéi) 386 、 413 、 448 、 482MPa 。 1972 年 API 發(fā)布 U80 、 U100 標準,其最小(xiǎo)屈服值分別為 551 、 691Mpa ,以後 API 又將 U80 、 U100 改為 X80 、 X100 。 粗略統(tǒng)計(jì),全世界 2000 年以前 X70 用量在 40 %左右, X65 、 X60 均在 30 %左右徘徊,小口徑成品油管(guǎn)線也有相當數量選用 X52 鋼級,且多(duō)為 ERW 鋼管。 關於 X80 鋼級(jí),國內、外議論(lùn)很多,國際上曾對 X80 研製已耗巨額投資的鋼鐵巨頭更是積極宣(xuān)傳 X80 ,甚至(zhì) X100 ,但時至今日 X80 隻處(chù)於 " 試驗段階段(duàn),總長僅 400KM 左右。目前正在建設中的管線尚無采用 X80 鋼級的,計劃中(zhōng)或正在準備中興建的管線尚無下定決心采用 X80 者(zhě),對此筆者(zhě)曾與國外多家管道工程公司(sī) ( 負責管道設(shè)計 ) 的技術人員交換過(guò)意見(jiàn),大家看法基本相同, 大致可歸納如下: 1 、 X80 鋼級隨著操作壓力的提高(gāo)及準備工作的完善將來必定會得到發展; 2 、當前大(dà)石油業主不願意首(shǒu)先選用(yòng) X80 大致出於以下原因: (1) 某一種新鋼級 ( 包括煉鋼、軋製、製(zhì)管 ) 由開始生(shēng)產(chǎn)至熟練的生產要有一個不合格率由高至低的過程,用同樣的檢驗手段其出廠的不(bú)合格率也會有一(yī)個由低至高的過程,首先采用者要承擔此風險; (2) 在現場焊接(jiē)過程中,包括預熱溫度、層間溫度、熱入量等對(duì)新鋼級要有一個探索過程,在此(cǐ)期間(jiān)不合格率也有一個由高至低的過程,首先(xiān)采用者更多地承擔此(cǐ)風險;(3) 采(cǎi)用 X80 後,現(xiàn)場使用的冷彎機、焊絲、環縫自動焊機、熱彎頭工(gōng)藝等可能需要改變,重新購置或研製,從而(ér)增加了工程費用; (4) 采用(yòng) X80 後,同樣直徑,當操作壓力不夠高的情況下(xià),鋼材強度等級(jí)的提高意味著厚度的減薄,亦即厚度直徑比 (t / D) 的減小,這也就意味著管線剛性的降低。從事故分析及風險分析看,管線的第三(sān)方破壞通常占破壞原因的 40 %以上,而管線抵抗第三方破(pò)壞能(néng)力僅與 t / D 比有關而與(yǔ)強度等級無關。 從我國國情看,我國(guó)雖然經濟近十多年(nián)迅速發展,但(dàn)仍屬發(fā)展中國家,筆者建議在采用 X80 問題上我們不做 " 第一個吃螃(páng)蟹 " 的(de)人,采取(qǔ) " 韜光養(yǎng)晦 " 的策略,這對業主單位有利對我國冶金行業也有利。 我國冶(yě)金行業在近十餘年來為發展管道(dào)鋼付出了極大的辛勞,取得可喜的業績,目前正在全力攻(gōng)關 X70 寬板 ( 做直縫埋弧焊焊管用 ) 並積極為能穩定 X70 熱軋卷板的質量做努力(lì),如當前決定大量采用 X80 鋼級,因我國(guó)冶金業對此既無經(jīng)驗又無業績而難與國(guó)外冶金行業競爭,筆者對我國冶金業不僅有深厚的感情,也深信我(wǒ)國冶金業的能力,但不(bú)宜操之過急,當然目前抽(chōu)出少量的力量對 X80 進(jìn)行探索還是必要的,但必須抓住主(zhǔ)要矛盾。,