石油化工裝備用金屬材料未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望

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(中石化廣州工程有限公司,廣東 廣州 510620)

金屬材料在石油化工裝備制造中廣泛應(yīng)用，其性能的優(yōu)化、提升對(duì)煉化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的安全性至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)30多年的自行研制和引進(jìn)吸收先進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)石油化工重大裝備技術(shù)和材料應(yīng)用技術(shù)得到了快速提升，千萬(wàn)噸級(jí)煉油裝置、百萬(wàn)噸級(jí)乙烯裝置等重大裝備基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化[1]。特別是近10年來(lái)，按照國(guó)家裝備制造業(yè)“自主研發(fā)、創(chuàng)新高端、走向世界”的政策方針，一批技術(shù)先進(jìn)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的石油化工新裝備得到了廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨著國(guó)內(nèi)綠色環(huán)保和數(shù)字化石化工廠目標(biāo)的逐步推進(jìn)，石油化工行業(yè)面臨裝置大型化、原油劣質(zhì)化和安全環(huán)保日趨嚴(yán)格等問(wèn)題，對(duì)裝備用材料的力學(xué)性能、耐蝕性能和經(jīng)濟(jì)性等提出了更高要求。落實(shí)石化行業(yè)“綠色能源材料”的政策方針，在技術(shù)、生產(chǎn)和環(huán)保等方面形成技術(shù)進(jìn)步與飛躍，推進(jìn)國(guó)內(nèi)石油化工裝置在大型化、長(zhǎng)周期、安全性和能效比方面達(dá)到世界先進(jìn)水平。

1 行業(yè)發(fā)展對(duì)材料的新要求

石化行業(yè)用金屬材料涉及的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)和品種規(guī)格較多。常用金屬材料為鋼材，牌號(hào)有50至80個(gè)：碳鋼鋼板有Q245R等；低合金高強(qiáng)度鋼板有Q345R，18MnMoNbR及13MnNiMoR等；低溫鋼板有16MnDR，15MnNiDR和09MnNiDR等；中溫抗氫鋼板有15CrMoR，14Cr1MoR和12Cr2Mo1R等；不銹鋼板有S11306，S30408，S32168，S30403及S21953等；另外還有不銹鋼復(fù)合鋼板。據(jù)測(cè)算，石油化工行業(yè)鋼材年需用量大約在100×104t，主要用材形式為板材、鍛件、鋼管、焊材和棒材。

石化行業(yè)裝備技術(shù)未來(lái)將向大型化、規(guī)模化、集成化、數(shù)字化以及環(huán)境友好型的方向發(fā)展。在石化裝備領(lǐng)域，“綠色能源材料”的應(yīng)用將會(huì)得到快速發(fā)展。綠色能源材料的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在材料的高純潔性、良好的耐蝕性、優(yōu)良的焊接性和長(zhǎng)周期服役的安全性。根據(jù)國(guó)內(nèi)目前材料生產(chǎn)商與裝備制造商的裝備水平、生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，參照國(guó)際石化行業(yè)用材料的發(fā)展水平及方向，應(yīng)著眼于未來(lái)5至10年石油化工行業(yè)裝置大型化、加工原油的劣質(zhì)化問(wèn)題。隨著鋼鐵行業(yè)新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，材料行業(yè)的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究不斷進(jìn)步，可從根本上解決目前石化行業(yè)金屬材料應(yīng)用中存在的問(wèn)題。

2 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)

2.1 石化行業(yè)用材料存在的問(wèn)題

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)石化行業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),國(guó)內(nèi)建設(shè)的單系列常減壓蒸餾裝置達(dá)到15.00 Mt/a，單系列渣油加氫裝置達(dá)到2.60 Mt/a。劣質(zhì)(或含氯)原油加工引起的材料和設(shè)備損傷問(wèn)題日趨嚴(yán)重，造成裝置的緊急停工或事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)石化行業(yè)每年由于腐蝕引起的泄漏超過(guò)1 000次，引起的非計(jì)劃停工超過(guò)50次[2]，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元人民幣。綜合分析石化行業(yè)材料應(yīng)用中存在的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 大型煉化裝置中,超大直徑、超大壁厚設(shè)備和管道的制造、檢驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝和質(zhì)量控制等方面存在較大的技術(shù)難題。

(2)加氫高壓設(shè)備采用的鉻鉬鋼在長(zhǎng)期使用中出現(xiàn)的回火脆性、氫脆、氫腐蝕和堆焊層的氫剝離[3]等問(wèn)題一直影響設(shè)備長(zhǎng)周期使用。

(3)奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕破壞、Cl-應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和焊接問(wèn)題至今沒(méi)有很好解決。

(4) 碳鋼的濕H2S腐蝕造成的設(shè)備、管道泄漏時(shí)有發(fā)生。

(5) 劣質(zhì)原油對(duì)碳鋼、低合金鋼及不銹鋼的腐蝕成為石化裝置材料損傷的突出問(wèn)題[4]。

(6) 雙相不銹鋼性能的特殊性造成焊接困難，使得采用雙相不銹鋼的設(shè)備出現(xiàn)焊縫破壞，管道材料難以推廣。

(7) 由于國(guó)內(nèi)鎳基合金生產(chǎn)品種較少、投資較高等原因，使得設(shè)計(jì)選材受到局限,鎳基合金價(jià)格偏高造成其選用上的困難。

(8) 國(guó)內(nèi)低溫用鋼生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)(如16×104m3和20 ×104m3LNG儲(chǔ)罐的制造)較少，在價(jià)格因素共同作用下，低溫鋼開(kāi)發(fā)和應(yīng)用存在困難。

(9)國(guó)內(nèi)鎳基合金、高端鉻鉬鋼、低溫鋼以及大直徑、厚壁奧氏體不銹鋼的管道、高等級(jí)閥門,低溫用大直徑焊管等材料仍然需要進(jìn)口，給裝置建設(shè)進(jìn)度管理和成本控制帶來(lái)很多困難。

(10)1臺(tái)10×104m3以上容器的大型原油儲(chǔ)罐或16×104m3LNG儲(chǔ)罐需要焊接上萬(wàn)米的焊縫，給焊接接頭的質(zhì)量控制和焊接效率帶來(lái)技術(shù)挑戰(zhàn)。

2.2 未來(lái)材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)

新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已成為國(guó)內(nèi)鋼鐵和石化行業(yè)共同面臨的當(dāng)務(wù)之急。國(guó)內(nèi)石化裝備行業(yè)走出國(guó)門，在國(guó)際舞臺(tái)上與世界先進(jìn)裝備制造商同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，融入“一帶一路”倡議，更需要先進(jìn)材料的技術(shù)支撐。展望未來(lái)石化行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，石化新材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)有以下方面：

(1) 開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度、焊接性能優(yōu)良的材料，做到強(qiáng)度與韌性良好匹配。

(2)開(kāi)發(fā)較高純凈度的石化用材料(較低的As，Sn及Sb等雜質(zhì)元素含量)。

(3)開(kāi)發(fā)高清潔度的石化用材料(較低的P，S，H，O及N等雜質(zhì)元素含量)。如將鋼中P和S質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.000 1%的水平，低合金鋼材料在濕H2S中的耐蝕性可提高1倍以上。

(4)研究更耐蝕的超級(jí)奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼等應(yīng)用于石化行業(yè)。

(5)微合金化低合金鋼(強(qiáng)度高、韌性好及焊接性能好)的全面開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,如長(zhǎng)輸管線用X100和X120材料等。

(6)綜合性能更好的碳鋼、低合金鋼材料,如調(diào)質(zhì)鋼、TMCP(控制加熱溫度并實(shí)施冷卻)工藝生產(chǎn)的材料。

(7)可耐各種苛刻腐蝕環(huán)境、牌號(hào)齊全的鎳基合金材料。

(8)可以替代進(jìn)口的高端鉻鉬鋼、鎳基合金和低溫材料用國(guó)產(chǎn)焊接材料，以及采用金屬自熔技術(shù)的電子束焊接技術(shù)等。

(9)1.5%Ni，3.5%Ni，5%Ni和7%Ni系列鎳系低溫材料。

(10)3D打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的材料開(kāi)發(fā)與技術(shù)應(yīng)用。

(11)應(yīng)用于工藝介質(zhì)反應(yīng)、分離及聚合等工藝過(guò)程中的納米級(jí)新材料。

3 新材料未來(lái)發(fā)展展望

3.1 高溫高壓下使用的鉻鉬鋼

目前，大型煉油加氫裝置的加氫反應(yīng)器設(shè)備直徑最大為5 800 mm，設(shè)備壁厚達(dá)到350 mm，均采用2.25Cr-1Mo-0.25V材料制造。國(guó)內(nèi)最大的加氫反應(yīng)器單臺(tái)質(zhì)量達(dá)到2 500 t，設(shè)備造價(jià)超過(guò)1.7×108RMB￥。設(shè)備的大型化給材料的冶煉、鍛造及加工,設(shè)備的制造、運(yùn)輸及安裝等帶來(lái)一系列技術(shù)難題。為此，更高強(qiáng)度級(jí)別、韌性良好并具有較好焊接性能的鉻鉬鋼應(yīng)列入材料研發(fā)計(jì)劃，具體要求如下：

(1)強(qiáng)度級(jí)別為720～850 MPa。

(2)無(wú)回火脆性及氫脆損傷。

(3)設(shè)備壁厚及質(zhì)量降低20%～30%。

(4)低溫-30 ℃沖擊值大于200 J。

(5)長(zhǎng)周期使用(30年以上)，其持久強(qiáng)度下降幅度不超過(guò)15%。

3.2 TMCP工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度低合金鋼

裝置大型化造成大型塔器直徑增大，其直徑可超過(guò)8 000 mm；管道直徑超過(guò)4 000 mm；設(shè)備壁厚超過(guò)100 mm；單臺(tái)塔器質(zhì)量300～1 000 t。裝置大型化同時(shí)也導(dǎo)致材料成本和設(shè)備制造成本大幅度提高，管道現(xiàn)場(chǎng)安裝施工(焊接、熱處理及檢驗(yàn)等)難度加大。新一代采用特殊工藝(TMCP等)生產(chǎn)的、可用于大型中低壓設(shè)備和管道制造的通用型高強(qiáng)度低合金鋼應(yīng)用前景廣闊，具體要求如下：

(1)通用型。屈服強(qiáng)度級(jí)別為390～460 MPa容器用正火鋼。

(2)中高強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度級(jí)別大于490 MPa容器用TMCP工藝生產(chǎn)的鋼。

(3)高強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度級(jí)別為690 MPa容器用調(diào)質(zhì)鋼。

美國(guó)ASME等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)已將上述材料納入到壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中，但國(guó)內(nèi)在這方面的工作剛剛起步。在國(guó)內(nèi)成熟的低合金鋼基礎(chǔ)上,應(yīng)通過(guò)調(diào)整和優(yōu)化材料冶煉工藝，改進(jìn)和創(chuàng)新熱處理工藝，采用微合金化處理等措施形成國(guó)內(nèi)中、高強(qiáng)度系列的壓力容器用鋼[5]。

3.3 替代設(shè)備內(nèi)壁堆焊的復(fù)合材料

采用新型軋制工藝生產(chǎn)的、能復(fù)合各種耐蝕合金的新一代復(fù)合材料是開(kāi)發(fā)應(yīng)用的重點(diǎn)之一。目前國(guó)內(nèi)軋制復(fù)合技術(shù)日趨成熟，其復(fù)合工藝為真空復(fù)合、連續(xù)軋制，復(fù)合鋼板的常溫結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)到300 MPa以上，基層和復(fù)層的結(jié)合率為100%。軋制復(fù)合鋼板主要有以下發(fā)展方向：

(1)基材厚度可達(dá)200 mm,采用特殊工藝生產(chǎn),能夠復(fù)合各種材料的軋制復(fù)合板，解決爆炸復(fù)合對(duì)環(huán)境的影響問(wèn)題。

(2)覆層材料可采用各種耐蝕材料，如不銹鋼、鎳基合金、鈦材及銅等金屬或合金材料，可適應(yīng)石油化工行業(yè)不同的腐蝕環(huán)境。

(3)采用軋制復(fù)合板可替代設(shè)備的堆焊結(jié)構(gòu)，節(jié)省工程投資。

(4)采用特殊工藝進(jìn)行軋制復(fù)合管的制造，解決天然氣開(kāi)采輸送中使用的碳鋼管腐蝕問(wèn)題。

(5)采用雙面(基板內(nèi)外表面均復(fù)合耐蝕材料)復(fù)合軋制的材料可應(yīng)用于儲(chǔ)存腐蝕介質(zhì)的、靠近沿海的大型球罐及相關(guān)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施上，替代需要內(nèi)外表面涂裝防腐涂層的普通鋼材。

3.4 用于含氯介質(zhì)的不銹鋼材料

超級(jí)奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼及雙相不銹鋼等材料在耐Cl-腐蝕方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，這些材料的應(yīng)用將會(huì)減緩煉油廠Cl-腐蝕問(wèn)題。其發(fā)展和應(yīng)用重點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

(1)超級(jí)奧氏體不銹鋼具有奧氏體不銹鋼的組織和良好的焊接性能，強(qiáng)度指標(biāo)可達(dá)到常規(guī)奧氏體不銹鋼的1.5倍，采用超級(jí)奧氏體不銹鋼的設(shè)備和管道可使其壁厚及質(zhì)量降低30%～50%。

(2)超級(jí)奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性能，可以耐海水、Cl-、高硫及高酸等苛刻腐蝕環(huán)境，耐Cl-腐蝕的能力是普通奧氏體不銹鋼的2～5倍[6]。

(3)超級(jí)奧氏體不銹鋼可以使用在含有高鹽分的海洋開(kāi)采原油管線、設(shè)備和承壓部件上。

(4)雙牌號(hào)不銹鋼既具有常規(guī)不銹鋼的高強(qiáng)度，又具有超低碳不銹鋼的耐腐蝕性能。采用雙牌號(hào)不銹鋼可解決目前大部分奧氏體不銹鋼的焊接接頭性能弱化問(wèn)題。

(5)目前雙牌號(hào)不銹鋼在國(guó)外已經(jīng)大量使用，國(guó)內(nèi)在低溫LNG接收站的設(shè)備、大直徑的管道中開(kāi)始采用。雙牌號(hào)不銹鋼與超低碳不銹鋼的價(jià)格基本一致，目前國(guó)內(nèi)鋼廠可部分供貨。

(6)由于成分控制、熱處理和焊接等難點(diǎn),鐵素體不銹鋼在石化行業(yè)應(yīng)用較少。與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼在耐應(yīng)力腐蝕、耐Cl-腐蝕等方面表現(xiàn)更好。隨著冶煉、熱處理技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵素體不銹鋼將會(huì)有更好的應(yīng)用前景。

(7)特殊用途的不銹鋼，如沉淀硬化不銹鋼、鑄造不銹鋼等將會(huì)應(yīng)用在石化裝置的壓縮機(jī)缸體、泵殼和攪拌軸等需要高強(qiáng)度、耐磨損的部件上。

(8)雙相不銹鋼(如2205及2507)在石化行業(yè)的容器、管道上應(yīng)用逐漸增多。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有更高的強(qiáng)度，更好的耐應(yīng)力腐蝕、耐Cl-腐蝕性能。

(9)超級(jí)雙相不銹鋼2707HD在國(guó)外已研制成功。該材料耐應(yīng)力腐蝕、耐Cl-腐蝕性能可媲美鎳基合金，但價(jià)格只有鎳基合金的三分之一，可應(yīng)用于Cl-腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)合。

(10)低合金雙相鋼(如2102等)具有較低的合金元素含量(Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～7%)，同時(shí)具有奧氏體不銹鋼的耐蝕性能，可代替奧氏體不銹鋼應(yīng)用于石化行業(yè)，有效降低工程投資。

3.5 低溫用新材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

LNG、頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存與運(yùn)輸，煤化工裝置的設(shè)備和管線，均需要大量使用低溫材料。但目前國(guó)內(nèi)還未形成品種齊全的低溫材料系列，對(duì)低溫材料的低溫服役性能研究也不充分。為此，開(kāi)發(fā)新一代、系列化的低溫材料已迫在眉睫。其重點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

(1)1.5%Ni，3.5%Ni，5%Ni和7%Ni等鎳系低溫材料的研發(fā)與工程應(yīng)用。

(2)開(kāi)展7%Ni及其他節(jié)鎳型低溫鋼代替9%Ni鋼的技術(shù)基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用研究，降低16×104m3及20×104m3LNG儲(chǔ)罐的工程投資。

(3)開(kāi)展Ni-Mn系列低溫用鋼的技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用，降低鎳系低溫鋼材的工程材料造價(jià)。

(4)低溫材料的使用性能評(píng)價(jià)研究。

3.6 鎳基合金的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

目前,國(guó)產(chǎn)鎳基合金品種較少，85%以上的鎳基合金材料需要進(jìn)口。未來(lái)應(yīng)全面研發(fā)石油化工用鎳基合金材料，滿足劣質(zhì)原油加工、含氯原油加工以及煙氣脫硫等裝置的材料需求。這些鎳基合金材料主要有Inconel 625，Inconel 600，Inconel 601，Inconel 690，Incoloy 800，Incoloy 945，Hastelloy C276，Hastelloy C3，Hastelloy C4，Monel 400和Alloy 20等材料。開(kāi)發(fā)這些合金相應(yīng)的板材、大直徑厚壁管材和無(wú)縫鋼管等品種。

3.7 焊接材料及焊接技術(shù)

焊接接頭的質(zhì)量控制是壓力容器制造中的關(guān)鍵，從壓力容器和壓力管道腐蝕案例分析來(lái)看，60%以上的損傷均發(fā)生在焊接部位。高端焊接材料的國(guó)產(chǎn)化率較低，需要持續(xù)不斷地努力創(chuàng)新才能解決國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的技術(shù)難題。

(1)高端鉻鉬鋼、鎳基合金及低溫用鋼焊接材料的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。目前，上述材料的焊接材料還需要從國(guó)外進(jìn)口，其技術(shù)難點(diǎn)主要是焊條成分控制、焊劑配方及焊道成形等方面。

(2)超厚設(shè)備、管道焊接工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。提高焊接效率、解決焊縫質(zhì)量控制問(wèn)題。

(3)承壓設(shè)備、管道,大型原油儲(chǔ)罐及LNG儲(chǔ)罐等大線能量焊接工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)。

(4)壓力容器和壓力管道不清根焊接工藝技術(shù)研究及應(yīng)用。

3.8 長(zhǎng)輸管線用新材料的發(fā)展展望

(1)受土地、環(huán)保、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)等因素制約，在西氣東輸四線及以后的管道建設(shè)中，迫切需要開(kāi)發(fā)超大輸氣量管道建設(shè)技術(shù)，而特厚X80鋼板/帶、X90/100鋼板/帶是制約超大輸氣量管道技術(shù)開(kāi)發(fā)的瓶頸。預(yù)計(jì)未來(lái)5至10年，西氣東輸四線和五線工程，需要特厚X80鋼板/帶、X90/100鋼板/帶約8.20 Mt；西氣東輸六線至八線工程，需要特厚X80鋼板/帶、X90/100鋼板/帶約12.30 Mt。因此，開(kāi)發(fā)特厚X80和X90/100材料制造技術(shù)、制管技術(shù)和環(huán)焊技術(shù)是超大輸氣量管道建設(shè)的技術(shù)關(guān)鍵。

(2)新疆油田和大慶油田外輸管道冬季最低溫度為-34 ℃或更低，其低溫脆斷問(wèn)題需引起高度重視。應(yīng)積極開(kāi)發(fā)低溫環(huán)境用高強(qiáng)度鋼管。

(3)國(guó)內(nèi)有多處地震多發(fā)區(qū)域，如西二線和西三線管道沿線經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的強(qiáng)震區(qū),當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，這些地區(qū)的管道將發(fā)生較大的位移和變形。為適應(yīng)大應(yīng)變環(huán)境，管道應(yīng)該采用大應(yīng)變鋼管。需要開(kāi)發(fā)具有較低屈強(qiáng)比、高形變硬化能力和均勻伸長(zhǎng)率的大應(yīng)變鋼管。

(4)今后10年，國(guó)內(nèi)深水油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)的規(guī)劃深度將由1 000 m延伸到3 000 m，深海管道鋼的應(yīng)用比例將逐漸提高。目前,國(guó)產(chǎn)深海管道最大厚度只有31.8 mm，國(guó)外已達(dá)到44 mm。國(guó)內(nèi)深海管道最大強(qiáng)度水平僅到X70級(jí)別，設(shè)計(jì)單位希望達(dá)到X80級(jí)別。由于服役環(huán)境不同，現(xiàn)有的陸地X80管道材料很難滿足海洋環(huán)境特殊的施工、服役要求，需要開(kāi)發(fā)36.5～41.0 mm厚度的X70級(jí)別以上的深海油氣管道。

(5)國(guó)內(nèi)油氣田集輸管道每年用鋼量近百萬(wàn)噸，使用環(huán)境復(fù)雜，包括H2S，CO2和Cl-等腐蝕環(huán)境，目前使用材料多為20號(hào)碳鋼,腐蝕比較嚴(yán)重。CO2驅(qū)油新技術(shù)也增加了油田集輸管網(wǎng)中CO2的含量。對(duì)現(xiàn)有的油氣田集輸管道進(jìn)行升級(jí)改造，開(kāi)發(fā)并推廣應(yīng)用含Cr耐蝕集輸管線將會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(6)隨著能源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，油氣田腐蝕環(huán)境也逐步向高Cl-、高CO2和高H2S的環(huán)境延伸，材料耐腐蝕等級(jí)逐漸提高。為了降低開(kāi)采成本，延長(zhǎng)管道的使用壽命，雙金屬?gòu)?fù)合管在石油產(chǎn)品輸送和煉化企業(yè)裝備制造中獲得了廣泛認(rèn)可。美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)已經(jīng)制定了雙金屬?gòu)?fù)合管道鋼規(guī)范。石油天然氣行業(yè)通常選用不銹鋼、鎳基合金等材料作為內(nèi)層管，以保證管道的耐腐蝕性能；而外層材料通常為X42至X70等材料，以保證管道的強(qiáng)度。內(nèi)層復(fù)合管可采用熱軋制、熱擠壓、堆焊、爆炸復(fù)合及粉末冶金等工藝制造；襯里復(fù)合鋼管可通過(guò)全長(zhǎng)擴(kuò)徑、冷拉拔成形或其他工藝制造。據(jù)報(bào)道，國(guó)外雙金屬?gòu)?fù)合管在油氣田使用量已接近200 kt，而國(guó)內(nèi)還未大規(guī)模推廣使用。雙金屬?gòu)?fù)合管需要研究以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

①豐富和完善復(fù)合管產(chǎn)品類型與制造工藝。加快開(kāi)發(fā)適應(yīng)高溫、高壓、高強(qiáng)度及強(qiáng)腐蝕環(huán)境的冶金復(fù)合管和復(fù)合管件；開(kāi)發(fā)海洋腐蝕環(huán)境用銅復(fù)合管和鈦復(fù)合管；開(kāi)發(fā)高耐蝕性的鐵-鎳基合金復(fù)合管。

②進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和完善復(fù)合管管端焊接技術(shù)，開(kāi)發(fā)能夠降低復(fù)合管焊接施工難度的管端結(jié)構(gòu)、焊接技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化焊接技術(shù)。

③開(kāi)展復(fù)合管件制造技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)能源行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級(jí)，為滿足煉化裝置大型化、加工原油劣質(zhì)化及設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的要求，新材料的需求量將會(huì)逐步提高。通過(guò)系統(tǒng)建立石油化工用材的標(biāo)準(zhǔn)體系，完善材料的應(yīng)用評(píng)價(jià)體系，提升材料制造的技術(shù)水平，可以形成材料研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、制造和服役性能評(píng)價(jià)的全產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)中國(guó)石油化工裝備制造技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

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