深海用直縫輸氣管線管的開發和應用

  隨著陸地能源(yuan)的逐步枯竭,海(hai)(hai)底能源(yuan)開發已(yi)成為重點區域,因(yin)此海(hai)(hai)底輸送(song)管(guan)道(dao)的建設重要(yao)性就日益凸顯。自從20世(shi)紀50年代美國(guo)在(zai)墨西哥彎鋪(pu)設第一條(tiao)海(hai)(hai)底管(guan)道(dao)以來,全(quan)世(shi)界的海(hai)(hai)底管(guan)道(dao)鋪(pu)設深度最大為3052m,而我(wo)國(guo)尚無深海(hai)(hai)用輸送(song)管(guan)線(xian)鋼管(guan)生(sheng)產的先例。

  我國(guo)(guo)擁有300萬km2以上的(de)海(hai)洋(yang)國(guo)(guo)土面積,積極開發和(he)利(li)用(yong)海(hai)洋(yang)油(you)氣資源,是國(guo)(guo)家能源戰略的(de)一部分。近年來,隨著國(guo)(guo)內海(hai)洋(yang)石油(you)天然氣勘(kan)探裝備和(he)技術能力(li)的(de)增強,以及國(guo)(guo)內大型鋼廠的(de)管線鋼和(he)制管廠的(de)管線鋼管生產(chan)裝備與開發能力(li)的(de)不斷(duan)提(ti)高,海(hai)底管線管的(de)建設取得(de)了長(chang)足(zu)進步。

  南海荔灣海底管(guan)道項(xiang)目是我國第一個深海天(tian)然氣項(xiang)目。深水(shui)段管(guan)道將在1500米的(de)(de)(de)(de)深海處進行(xing)鋪(pu)設,鋼管(guan)承受的(de)(de)(de)(de)外壓(ya)(ya)為(wei)15MPa,內壓(ya)(ya)為(wei)29.4MPa,還(huan)要經受風、浪、水(shui)流、冰和(he)地震等環境載荷(he)造(zao)成(cheng)管(guan)道平移和(he)振動的(de)(de)(de)(de)作用,因此,要求鋼管(guan)具(ju)有(you)(you)抗大變形的(de)(de)(de)(de)能力,要求鋼管(guan)強(qiang)度(du)高、壁厚大、直(zhi)徑小,具(ju)有(you)(you)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)厚徑比和(he)優異的(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)韌性。

  番(fan)禹珠江鋼(gang)管有(you)限(xian)公(gong)司采(cai)用南京鋼(gang)鐵股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司和(he)韓(han)國POSCO公(gong)司提供的鋼(gang)板,為該氣田開發(fa)生產了深海用直縫(feng)輸氣管線(xian)管5.2萬噸。該項目(mu)具有(you)很高的技術和(he)生產難度,主要(yao)體現在以下幾個方面:

  (1)要保(bao)證鋼(gang)(gang)管(guan)具有優良的(de)斷(duan)(duan)裂韌性。因為(wei)(wei)該(gai)管(guan)線在深海服役(yi),一旦發生斷(duan)(duan)裂,將是一場大災(zai)難。為(wei)(wei)了使鋼(gang)(gang)管(guan)具有優良的(de)斷(duan)(duan)裂韌性,必(bi)須滿足CTOD、DWTT和CVN等性能指標的(de)要求(qiu),因此(ci)對(dui)原材料的(de)合金(jin)成分組(zu)合要求(qiu)嚴格,對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)純凈度要求(qiu)高,同時對(dui)鋼(gang)(gang)中的(de)殘(can)余(yu)元(yuan)素As、Sb、Sn、Bi、Pb以及B均有嚴格要求(qiu),原材料的(de)控制和冶煉難度大。

  (2)厚(hou)度規格大,低溫斷裂(lie)韌性難(nan)以達(da)到(dao)技術要(yao)(yao)求。鋼(gang)管的(de)(de)DWTT性能要(yao)(yao)求在試驗溫度為-10℃時,剪切(qie)面積(ji)百(bai)分比的(de)(de)平均值達(da)到(dao)85%以上(shang),對(dui)于鋼(gang)板則要(yao)(yao)求試驗溫度為-20℃時,剪切(qie)面積(ji)百(bai)分比達(da)到(dao)該要(yao)(yao)求,這對(dui)于厚(hou)鋼(gang)板來說就(jiu)很難(nan)達(da)到(dao),因為一是(shi)壓縮比小,中心(xin)偏(pian)析難(nan)控制,二是(shi)厚(hou)壁各部(bu)位的(de)(de)晶粒大小不均勻。

  (3)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)波動范圍窄,且橫向和縱向均為(wei)相同的(de)要求,在鋼(gang)管(guan)(guan)批量生產(chan)時(shi)控制難度(du)(du)大(da)。

  (4)鋼管厚徑比大,成型困難,形變強化大,制管前后(hou)的性(xing)能差(cha)異也大。

  1500米(mi)深海(hai)用(yong)(yong)管線管的(de)大批量(liang)順利生產和(he)成功投(tou)入使用(yong)(yong),開創了我國制造直(zhi)縫(feng)埋弧焊管適用(yong)(yong)于深海(hai)的(de)先(xian)河(he),這是向深海(hai)進軍的(de)里程牌,具有巨大的(de)經濟(ji)效益(yi)和(he)社(she)會效益(yi)。