日本福岛核电站爆炸引发的核泄漏危机,使世界各国高度关注今后的能源战略。除此之外,中东、北非的动乱将对国际石油供给产生长期的影响。以上事件引发的更深层次问题应引起我们的思考,首先就是国际和国内的能源发展战略或能源前景会对石油专用焊管结构调整带来何种影响。
我国能源战略与石油专用焊管结构调整
我国当前一段时期内还是以常规石化能源为主导,油气建设项目方兴未艾。用于长输管线的管型一般为直缝埋弧焊管和螺旋埋弧焊管,西气东输二线工程使用钢级为X80,一级地区用螺旋焊管,二级、三级、四级地区用直缝埋弧焊管。海洋油气使用直缝埋弧焊管或直缝高频焊管。
长输油气管线选用管型发展趋势
管型的选用在很大程度上取决于油气输送市场的需求。国际、国内油气田建设的趋势都是向海洋发展,因此直缝焊管这种管型无论是现在还是不久的将来都可以适应这种市场趋势,而螺旋焊管由于不能应用于海洋油气建设,具有局限性。
从日本大地震对油气管道安全性的要求来看,直缝焊管抗大变形能力要比螺旋焊管好,所以直缝焊管这种管型适应复杂地质情况的能力强。
非常规天然气方面,我国煤层气气源富集地多在山西、内蒙古,页岩气多在中部、东南部地区,以上属于二、三、四级地区,也是直缝焊管适宜的应用地区。至于城市燃气管线,由于处在人口密集区,更是属于直缝焊管应用地区。
从钢级来看,螺旋焊管在成型过程中既没有像直缝埋弧焊管那样用扩径机消除应力,也没有像高频直缝焊管那样有中频正火工艺消除应力,因此残余应力较大,即使采用预精焊技术,也只是有利于改善成型条件。螺旋焊管由于焊缝呈螺旋状导致防腐效果不佳,钢级越高,越容易产生应力腐蚀,同时热影响区“软化”现象越明显。
从上述市场趋势分析,今后油气长输管线的管型选择,除了一级地区仍可采用螺旋焊管外,直缝焊管的应用领域会越来越广泛。除了长输油气管外,直缝焊管还可用于结构管、海上工程用管等方面。近年来,一些企业新建了直缝埋弧焊管(UOE、JCOE)和ф711mmHFW焊管生产线。
油气专用管技术开发的方向
油气输送焊管技术开发一直着力于提高钢级。提高钢级的目的是为了减少壁厚、降低钢管重量,从而减少建设投资,取得较好经济效果。但是当钢级达到X80以后,钢级越高,壁厚就越薄,风险也就越大,意味着安全性例如抗地质灾害的能力可能降低。因此,须慎重研究,综合评判安全性与经济性的平衡关系。
在海洋油气输送用管方面,有些企业已经起步。例如,宝钢HFW630机组和UOE机组、宝鸡钢管JCOE机组和珠江钢管JCOE机组,近年来都生产了多批次海洋油气输送用管。深海(≥300米)用SAWL焊管壁厚要求达到40毫米,一般海洋HFW用管长度要达到18米,武钢HFW660机组产品可以满足这些要求。
此外,宝钢HFW630机组、武钢HFW660机组等生产的高频焊管产品已广泛用于城市燃气管道。武钢开发出了煤浆输送管线用WJ65板卷/HFW焊管,为浆体输送管的应用开辟了广阔的前景。
HFW焊管用于油、套管方面,连续油管和膨胀套管在海洋油气田开发中应用广泛,尤其在页岩气的开发中,连续油管用于水平打钻很有优势。页岩气埋藏深度约为200米,煤层气约为300米,为了降低成本,美国页岩气开发采用J55或N80-1P110钢级ф114mm~ф219mm的HFW焊管。这种焊管套管抗挤毁能力强,比无缝钢管更有优势。
“十二五”期间,我国油气输送焊管市场总需求为1600万吨,每年约为320万吨。由于我国管线管和油套管的产能已过剩,新上项目应当慎重。其他的支线管要求SAWL焊管直径<1000mm,钢级≤X70。至于城市用气管线,要求直径≤660mm,壁厚≤16mm,钢级≤X65,因此HFW焊管更适宜于满足市场要求。
通过分析日本海啸引发的灾害,各国在沿海建设的布局方面已有审慎的认识。考虑适应海洋用管的方便,在沿海地区(但不要太靠近海边)建设焊管生产线的布局是合理的,内陆的企业沿江河布局也是可行的,这是因为水运方便运输热轧宽厚板。