石油管材產(chǎn)品標準應用現(xiàn)狀及發(fā)展建議

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(中國石油技術(shù)開發(fā)有限公司　北京　100028)

0　引　言

標準是對重復事物的概念所作的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)[1]。標準在技術(shù)上的引領(lǐng)作用、在貿(mào)易中的規(guī)范作用、在安全上的保護作用、在發(fā)展中的協(xié)調(diào)作用和在競爭中的壁壘作用，對推動我國石油管材產(chǎn)品的國際化發(fā)展戰(zhàn)略至關(guān)重要。

石油管材主要包括石油專用管和管線管。石油專用管又叫油井管，主要包括油套管、連續(xù)油管和鉆桿、鉆鋌、加重鉆桿、方鉆桿等；管線管又叫輸送管，主要包括直縫埋弧焊管、螺旋埋弧焊管、高頻電阻焊管、無縫管等。近年來，隨著油氣工況越來越復雜以及新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，其他新型管材產(chǎn)品(如耐蝕合金管、非金屬管、各種金屬和非金屬復合管等)也逐漸進入石油天然氣領(lǐng)域[2]。

自石油管材產(chǎn)品國產(chǎn)化、標準化以來，以美國石油協(xié)會API和中國石油行業(yè)SY為主的石油管材產(chǎn)品標準系列建立起了制造商和產(chǎn)品使用者之間的橋梁，大大促進了國內(nèi)石油管材產(chǎn)品生產(chǎn)制造技術(shù)和質(zhì)量管理水平的提高，為中國石油工業(yè)的發(fā)展作出了應有貢獻。但在市場應用過程，尤其是國際市場應用中，目前的石油管材產(chǎn)品標準仍存在諸多的不足，不利于生產(chǎn)制造技術(shù)的進一步提升和合理、有效使用。筆者結(jié)合在國際市場石油管材產(chǎn)品供貨過程中的體會，對石油管材產(chǎn)品標準應用現(xiàn)狀及存在的問題進行必要的分析。

1　石油管材標準分類及特點

1.1　主要標準分類

按照標準化對象，標準通?？煞譃榧夹g(shù)標準、管理標準和工作標準三大類；技術(shù)標準又可以分為基礎(chǔ)標準、產(chǎn)品標準、方法標準、安全衛(wèi)生與環(huán)境保護標準四類。按照約束力強弱，標準又可以分為強制性標準、推薦性標準和標準化指導性技術(shù)文件。按照適用范圍，標準又可以分為如下幾類(級)：國家或地區(qū)標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準。根據(jù)制定人的不同，企業(yè)標準又可以分為生產(chǎn)制造企業(yè)標準和使用企業(yè)標準(有時使用企業(yè)又會根據(jù)具體的項目執(zhí)行相應的項目標準或項目技術(shù)規(guī)范)。此外，國際標準和國外先進標準由于具有較大的影響力和較高的權(quán)威性，得到了越來越廣泛的認可和應用，甚至成為最流行的國際標準(如API)；部分國際標準、國外先進標準和國家標準出現(xiàn)了相互借鑒甚至合并現(xiàn)象(如API與ISO，API與ANSI，NACE與ISO等)。

我國目前現(xiàn)行的管材標準體系主要有石油管材通用基礎(chǔ)標準、油井管標準、輸送鋼管標準、非金屬及復合管標準、其它焊接鋼管標準、油氣壓力管道安全評價標準六大類。在石油管材領(lǐng)域，國際上主要采用的標準以API標準體系為代表，涉及ISO、其他國家或地區(qū)標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準及國際先進標準等，這些標準又以產(chǎn)品標準和方法標準為主。筆者主要就產(chǎn)品標準進行探討，除非必要，一般不涉及方法標準的討論。表1列出了石油管材常用產(chǎn)品標準及分類。

表1　石油管材常用產(chǎn)品標準分類列表

1.2　石油管材產(chǎn)品標準的特點

國外石油管材標準經(jīng)過多年的發(fā)展，積累了許多成熟的經(jīng)驗，突出的特點是標準體系比較完善、更新速度快、標準的適用性和針對性強、標準的技術(shù)儲備比較充分。

作為現(xiàn)實意義上的國際通用標準，API標準在全球范圍具有很高的認可度和普遍的應用，對促進全球石油管材乃至石油裝備產(chǎn)品的標準化、規(guī)范化起到了有力的推動作用。為了顧及更多的生產(chǎn)制造企業(yè)和使用企業(yè)，擴大其適用范圍，API等國際通用標準的諸多指標要求較松[3]，屬于入門級要求。

很多國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準或項目標準都是在國際通用標準的基礎(chǔ)上不同程度地加嚴，以適應本國、本行業(yè)、本企業(yè)或本項目的需要。

為了適應不同的產(chǎn)品使用者需求和生產(chǎn)商制造能力，很多標準對產(chǎn)品制造規(guī)范進行了分級、分組，如API 5CT標準中規(guī)定了套管、油管、平端套管襯管和短節(jié)、接箍毛坯及附件的交貨技術(shù)條件，并建立了三個產(chǎn)品規(guī)范等級(PSL-1、PSL-2、PSL-3)的要求，對產(chǎn)品要求逐級加嚴。

除此之外，還有一些標準甚至衍生出一些子類產(chǎn)品標準；國際上各大油公司(如ExxonMobil、Shell、Chevron等)結(jié)合工程的實際需要，均制定了一些采購和現(xiàn)場作業(yè)的技術(shù)標準和規(guī)范，作為API標準的補充，這些標準在技術(shù)內(nèi)容上較API標準更嚴苛、更先進。

2　產(chǎn)品標準執(zhí)行中存在的問題

2.1　標準體系方面

1)部分標準缺乏系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性

目前，國內(nèi)石油管材產(chǎn)品標準以API為代表，同時共存的標準包括中國國家標準、國際標準、行業(yè)標準，在部分重點項目和出口項目中還往往涉及項目標準。一方面是多個標準系列共存，存在重復制定現(xiàn)象；另一方面是一些共性的問題在多個標準體系中均沒有得到很好的規(guī)定，存在技術(shù)空白現(xiàn)象。此外，各個標準之間相對獨立、分散，缺乏統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性，從而給使用帶來一些混亂和不便。還有一些國標和行業(yè)標準制定滯后，技術(shù)內(nèi)容落后，制定出來的標準由于內(nèi)容已經(jīng)過時、使用者不明確、使用不習慣等種種原因而無法被有效采用。

2)高端產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一標準

在常規(guī)產(chǎn)品方面，除了產(chǎn)品標準之外，以API為代表的石油管材標準體系中包含了產(chǎn)品性能和設計計算標準，從而建立起了基本的“產(chǎn)品設計→生產(chǎn)制造→試驗檢驗→產(chǎn)品性能→工程應用”配套體系。但隨著油氣勘探開發(fā)難度的不斷加大和作業(yè)要求的不斷提高，石油管材產(chǎn)品的使用工況也越來越苛刻，相應的高端產(chǎn)品(非API產(chǎn)品)也得到越來越廣泛的應用，如以高壓氣井用氣密封螺紋為代表的特殊螺紋油套管、以高抗扭為代表的特殊接頭鉆桿、抗硫和低溫鉆桿、高抗腐蝕油套管和管線管(含各種復合管)、高抗擠毀套管、超深井用油套管、非常規(guī)尺寸油套管，以及由上述特殊工況組合而成的各種極端苛刻工況產(chǎn)品等。在高端產(chǎn)品方面，缺乏普遍適用的產(chǎn)品性能和工程應用標準，也缺乏完整的生產(chǎn)制造和檢驗標準[4,5]。這對于合理、有效地生產(chǎn)和使用產(chǎn)品造成了極為不利的影響。目前，一些高端產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)失效事故，造成巨大的經(jīng)濟損失，其主要原因就是缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品標準、檢測評價標準和現(xiàn)場應用、操作規(guī)范，質(zhì)量把控難度大，產(chǎn)品選型較為盲目。

3)部分標準條款模糊、籠統(tǒng)或脫離工程實際，缺乏可操作性

出于種種考慮(如適應不同用戶和制造商的實際條件)，很多標準在一些條款的表述上存在一定的模糊性，這增加了執(zhí)行的靈活性，但也同時造成了對條款理解的分歧，容易造成用戶(含產(chǎn)品使用者和工程設計者)和制造商之間的爭議和推諉。如API Spec 5CT PSL2要求對油套管螺紋噴砂，但噴砂的具體技術(shù)要求和驗收準則(如表面粗糙度、錨紋深度等)等并沒有具體規(guī)定。再如API RP 5C1對油井管的存儲、運輸和現(xiàn)場操作作了比較明確的規(guī)定，包括對套管下井作業(yè)和上扣速度，管子如何堆放和堆放層數(shù)等均有明確要求，但由于實際現(xiàn)場條件和作業(yè)限制，國內(nèi)外很多現(xiàn)場無法嚴格執(zhí)行該標準。

2.2　用戶使用方面

1)缺少對標準的全面認識

許多用戶在訂貨時使用API標準，在一般工況下，API管材產(chǎn)品基本能滿足要求，而且是最經(jīng)濟的、合理的做法。但是，很多用戶在工況復雜苛刻的環(huán)境下，依然只采用API標準作為訂貨技術(shù)條件，這樣顯然是不合理的，甚至存在很大的安全隱患。導致這種“低配高用”情況的主要原因是有些用戶對API標準存在認識誤區(qū)，以為API標準既然是世界通用標準，就一定是先進、高端、全面的標準。還有一些用戶雖然認識到API標準的局限性，也對一些國際權(quán)威組織發(fā)布的特殊工況使用標準有一定了解，但由于對標準認識的不全面，造成一些不必要的麻煩。如一些用戶考慮到實際工況為酸性服役條件，在訂貨時只提要抗酸管，參考NACE標準，但其實NACE標準中包含很多個標準，如NACE MR0175是酸性服役條件下的選材標準，NACE TM0177規(guī)定了SSC試驗方法，NACE TM0284規(guī)定了HIC試驗方法等，供應商不能越俎代庖，代替用戶對材料選擇做決策。另外，NACE標準中雖然對選材標準、試驗方法做了推薦和規(guī)定，但對于酸性服役條件中比較敏感的硫、磷元素含量及HIC、SSC的試驗頻次等還應由用戶或用戶聘用的工程設計方來定奪。

2)工況復雜化，采用標準不規(guī)范

隨著實際工況越來越復雜，如在高寒、深海、沙漠和地質(zhì)災害高發(fā)等惡劣環(huán)境下建設長距離、高壓、大流量油氣輸送管線，以及在深井、超深井、高壓氣井、鹽膏層等復雜工況下勘探開發(fā)時[6,7]，用戶使用“API標準+補充技術(shù)規(guī)范”的訂貨方式越來越普遍。補充技術(shù)規(guī)范是用戶在API標準基礎(chǔ)上提出的特殊附加要求，該要求會明確API標準中的一些可選項和未明確的內(nèi)容，如試驗頻次、試驗等級、探傷方法、外觀要求等，以此確保產(chǎn)品質(zhì)量，保證使用安全。而實際使用這種方式時也存在一些問題，如制定技術(shù)規(guī)范的人員水平參差不齊[8]，很多是紙上談兵，沒有深入現(xiàn)場實地考察或缺乏工程實踐經(jīng)驗。從而造成所制定的技術(shù)規(guī)范不協(xié)調(diào)、不系統(tǒng)，甚至出現(xiàn)與基礎(chǔ)API標準矛盾的現(xiàn)象；一些用戶在制定補充技術(shù)規(guī)范時，沒有結(jié)合實際工況做真正意義上的研究設計，而是照搬照抄、生拉硬拽；也有一些用戶對標準的理解不充分，僅從自身的質(zhì)量風險出發(fā)，簡單的認為技術(shù)要求越嚴格就越安全，就不會發(fā)生質(zhì)量事故，致使在制定規(guī)范時一味地追求高標準、嚴要求，不考慮制造廠生產(chǎn)實際和質(zhì)量控制成本等。譬如，國內(nèi)經(jīng)過西氣東輸項目后，很多用戶在管線管采購時照搬西氣東輸技術(shù)規(guī)范，認為只要符合西氣東輸項目技術(shù)規(guī)范的管線就是好管線，就不會有風險，甚至對一些小口徑、低壓力、工況并不復雜的管線使用西氣東輸管線標準，“高配低用”，造成了極大的浪費。

3)部分用戶以標準作為技術(shù)壁壘，達到預期目的

由于技術(shù)或商務原因，部分用戶以標準作為技術(shù)壁壘，或是指定某些制造商或品牌，從而不利于其他制造商(供應商)公平競爭。如俄羅斯及獨聯(lián)體地區(qū)目前石油管材執(zhí)行獨聯(lián)體跨國標準(GOST標準)，是由前蘇聯(lián)國家標準轉(zhuǎn)變過來的，自成體系。盡管目前該標準逐步與API標準接軌，但仍保留了很多技術(shù)特色，如在管材規(guī)格、螺紋接頭等方面，分類很細，針對性較強。如在俄羅斯石油公司的石油管材招標中，技術(shù)要求除了GOST標準外，針對某些產(chǎn)品還經(jīng)常要求同時滿足一些Ty文件的技術(shù)要求，這些Ty文件是俄羅斯石油公司在某些合同中與供應商簽訂的補充技術(shù)文件，這些標準對于外國制造商(供應商)來說在文件搜集、翻譯和標準消化上均有很大難度。

近年，隨著勘探開發(fā)難度逐年遞增，特殊螺紋產(chǎn)品在國際市場上的占有率越來越高，但一些國際石油公司的管材招標中經(jīng)常會明確指定幾個或若干個品牌(如VAM、Hunting、Tenaris等)，或者對某些性能數(shù)據(jù)提出明確但不盡合理的要求從而變相達到指定品牌的目的。

2.3　生產(chǎn)制造方面

1)對標準的地位和定位認識不足，對標準的具體要求認識片面

部分制造商對標準的地位和定位認識不充分，不能完全正視“產(chǎn)品標準是對產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗所做的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合為基礎(chǔ)，作為共同遵守的準則和依據(jù)”。甚至無視“標準一旦確定為各相關(guān)方的共同遵守的準則和依據(jù)，就具有極強的權(quán)威性和強制性”，在項目執(zhí)行過程中存在討價還價、甚至私自降低標準要求的做法。一些制造商對標準的具體內(nèi)容和詳細要求進行選擇性的解讀，只關(guān)注對自己有利的要求和數(shù)據(jù)，有意無意忽視對自己不利的要求，尤其是涉及多個標準同時執(zhí)行時，該現(xiàn)象更為突出。

2)制造商生產(chǎn)經(jīng)驗不足

部分制造商缺乏對相關(guān)標準的充分認知和相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)驗，想當然地以現(xiàn)有經(jīng)驗推測未知或不熟悉的領(lǐng)域。盡管目標設定的很完美，但在實際生產(chǎn)過程中，往往遇到這樣或那樣的困難，且一時難以解決，不僅影響了生產(chǎn)進度，也對自身信譽造成傷害。這在非常規(guī)產(chǎn)品生產(chǎn)方面比較突出。

3)制造商管理水平有待提高

標準在很大程度上反映的是制造商整個質(zhì)量控制體系，不僅要求制造商在技術(shù)水平和硬件基礎(chǔ)上滿足標準要求，更要求制造商從原材料采購、入廠檢驗、生產(chǎn)制造、試驗檢驗及可追溯性等全流程控制。部分制造商盡管取得了相關(guān)標準的認證，也能夠小批量生產(chǎn)符合標準的產(chǎn)品，但在大批量生產(chǎn)中往往存在這樣或那樣的問題(如人機效能低、產(chǎn)品成材率低等)，這在很大程度上是其制造管理水平低下的反映。

4)部分特殊產(chǎn)品，缺乏統(tǒng)一標準

部分特殊產(chǎn)品(非常規(guī))產(chǎn)品，缺乏統(tǒng)一的執(zhí)行標準[9]，一般屬于制造商的專有技術(shù)或品牌，制造商在生產(chǎn)制造的細節(jié)上具有較大的主動權(quán)，不利于用戶對產(chǎn)品性能和質(zhì)量的實質(zhì)性掌控和判斷[10]。

3　對石油管材產(chǎn)品標準發(fā)展的建議

1)標準制定單位應加強標準體系建設，提高標準制修訂水平，加速交叉重復標準的整合及落后不適用標準的廢止，制定出更適合市場要求的標準。同時，加速推進特殊工況石油管材產(chǎn)品標準(如含硫環(huán)境用管材技術(shù)標準、特殊螺紋油井管選擇評價檢測標準、超深井用油套管技術(shù)標準、抗腐蝕管線管技術(shù)要求等)。

2)加強標準宣貫實施工作，對重點標準和新制定的標準要做好定期宣貫工作，通過宣貫幫助制造企業(yè)(供應商)及時掌握標準最新動態(tài)，了解市場需求，提高標準技術(shù)水平。

3)標準使用單位(制造商和用戶)應高度重視標準的重要地位和適用性。在技術(shù)交流和談判中，準確把握標準和技術(shù)規(guī)范的適用性和可操作性，本著既滿足用戶實際需求，又便于制造商生產(chǎn)執(zhí)行的原則，將用戶的要求逐一轉(zhuǎn)化成對制造商的要求。即使是最簡單、最常規(guī)的產(chǎn)品，也要高度重視標準和技術(shù)規(guī)范的重要性。

4)標準使用單位(制造商和用戶)應積極開展標準基礎(chǔ)研究工作，對國際先進標準和國際大石油公司管材相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范進行跟蹤研究并加以消化、吸收和應用。如用戶要將標準要義精準地體現(xiàn)在產(chǎn)品選型和技術(shù)要求中，制造商要將其貫徹到生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，并盡可能制定相應的內(nèi)控標準以適應新形勢的發(fā)展。

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