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西二线提升我国钢铁制管工业技术水平——关于西气东输二线工程建设的思考
2008/3/9
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来源：中国石油石化工程信息网
[中国油气管道网2008年3月5日] “如果国内的冶金企业能够保证西气东输二线工程所需的X80级管线钢的供应，那么我国的冶金技术将出现一个质的跨越，一举跻身全球冶金大国行列。”西气东输二线工程一位负责人这样对记者说。
西气东输二线管道（简称西二线），干线建设长度为4843公里，管道采用X80级管线钢，与西气东输一线采用的X70级管线钢相比，其强度增加了14%，投资可降低10%，节约钢材14%以上，从而使这条举世瞩目的天然气管道工程成为中国石油履行社会责任的节约工程、高效工程和责任工程。西二线在管线口径、设计压力、输送距离、钢材等级等技术指标方面，均填补国内外相关技术领域的空白。作为国家“十一五”规划的重点工程，西二线是世界上线路最长、压力最大、口径最大和钢级最高的一条输气管道，这给我国钢铁、制管工业的发展带来了新机遇。
我国重点钢铁企业全部具备X80级管线钢生产能力
西二线全长9102公里，其中，干线全长4843公里，采用X80级管线钢；支线全长4259公里，采用X70级管线钢。全线用钢材量达440万吨，其中X80级管线钢为278万吨。
根据X80级管线钢的技术要求，国内几乎所有大钢厂均参与了X80级管线钢的冶炼和项目研制。目前，宝钢、鞍钢、武钢、首钢、沙钢等7家钢厂提供的X80级板材，在华北油田一机厂、宝鸡钢管厂、巨龙钢管厂等制管企业进行了多批次多回合的钢管单炉试制，继而又完成了千吨级钢管批量生产，并运抵西二线开工现场，确保了西二线按期开工建设。
2007年，全国钢产量达4.6亿吨，但高技术、高等级的特种钢材产量不足，有的还是空白。西二线干线选用X80级管线钢。围绕X80级管线钢，国内几乎所有的重点钢厂都参与了科研攻关。同时，几乎所有的相关石油设备厂也都参与了钢管的试制和生产，并且基本实现了量产。
对油气管道强度的不同追求，西二线坚持第三条路线
目前，世界上采用X80级管线钢建设的天然气管道只有2000公里，而且基本上都属于短距离输气管道。在大口径、大输量的西气东输二线工程中，中国石油人以敢为天下先的姿态将采用X80级管线钢一举建设全长4843公里长的主干线管道。之所以敢这样做，一是我国的管材研究和生产通过西气东输一线等大型管道的建设积累了丰富的经验，并步入世界先进行列；二是X80级管线钢在我国已进行了若干年的前期研究并建成了7.8公里的试验管道，为西气东输二线采用X80级管线钢打下了坚实的基础。
据中国石油管道建设有限公司的设计专家介绍，世界各国对油气管道钢材使用的理念存在着较大的差异。
欧美国家主张高钢性、高压力、低口径的输送方式。通常是几百毫米的口径，12兆帕的输送压力（相当于120米的水位静压力）。这对管道的板材要求很高，所以通常需要缩小口径才能保证高压力。这样做的好处是压力高，中途所需加压站少，节约投资。
俄罗斯等国家却偏爱大口径、低压力，俄罗斯的油气管道动辄就是1米多的直径，但是他们普遍采用低压力的输送方式，这样做的好处是输量很高，但是中途需要增建加压站，投资偏高。
西气东输二线选取两者的优点走第三条路线，将使用直径为1219毫米的管径配12兆帕的输送压力。所以在大口径管道里它的压力最高，在高压管道里它的口径最大，放在一起就是“世界上输气线路最长、输气管压力最大、口径最大和钢级最高的一条输气管线。”
X80级管线钢选择的背后
西气东输二线最终之所以选择了X80级管线钢作为主干管道的用钢，集团公司管材研究所功不可没。专家告诉记者，在西二线设计前期，对采用哪种钢级的争论一直在继续。经过分析，管材所的专家认为，如果采用X70级管线钢，那么管壁的厚度将比西气东输一线多三分之一，如此厚的钢板将使钢板生产企业的制造难度和生产质量控制的难度加大，而且对钢管生产设备要求和能力也要增加，不利于实现钢管的国产化。同时钢板壁厚的增加会带来其他诸如管件和弯管等制造难度的加大。如果采用X70级管线钢，在达到同样强度的前提下，整个管道耗费的钢材将比采用X80级管线钢增加14%，投资也将随之增加，这与国家“节约能源资源”的基本国策相悖。
采用X80级管线钢，可以节约大量钢材，节约投资效果明显。而要向决策层提供采用X80级管线钢的强有力技术依据，管材所则面临着巨大的压力。
首先，国际上无先例可借鉴。此前，德国于1992年建设了世界上首条长度只有260公里的鲁尔管道，采用了X80级管线钢。2004年，美国608公里的夏延管道也成功地采用了X80级管线钢。除此之外，采用X80级管线钢的都是一些十几公里、几十公里的近距离管道。作为试验和技术储备，我国也曾在西气东输与陕京二线的联络线上，使用了7.9公里的X80级管线钢。但要在总长度近5000公里的西气东输二线主管道上采用X80级管线钢，这些经验显然不足以说明问题。
其次，在提供决策支持的过程中，西气东输二线处于保密论证阶段，大量的试验研究需要钢铁企业和制管企业的配合，这给研究带来一定的困难。虽然集团公司管材所是国内权威的石油钢管研究机构，但此前国内的天然气长输管道最高使用的钢级是X70级管线钢，要在短时间内拿出X80级管线钢的相关研究结果、一整套标准和技术措施，谈何容易？
“十五”期间，管材所就开展了高强度管线钢研究开发工作，在完成冀宁联络线X80级管线钢工程试验段相关工作的基础上，“十一五”规划中更是将X80级管线钢管应用研究列为重点研究方向。2006年该所申请了集团公司技术开发项目《X80级管线钢在大口径高压大输量长输天然气管线的应用研究》，并取得了一系列重要进展，这些成果为集团公司决策西气东输二线采用X80级管线钢提供了可靠依据。
西气东输二线在确定选用X80级管线钢之后，管材所迅速制定了《西气东输二线工程建设用X80级管线钢评价方案》、《西气东输二线项目驻厂监造组工作流程》和《西气东输二线项目驻厂监造组监造流程》，明确了试制评价方法、程序及驻厂监造流程，以保证试制和评价工作的顺利进行。
在管材所紧张而有条不紊地研究评价工作中，一项项研究成果相继诞生，“高性能管线钢性能综合评价及应用技术”、“高性能管线钢的组织鉴别和性能评估技术”、“高性能管线钢管关键性能指标的确定技术”、“基于应变的管道设计和基于可靠性的管道设计技术”等重大成果取得了较大进展，已经写入西气东输二线相关标准之中，并在检测评价方面发挥了重要的作用。
西气东输二线工程（包括中亚管道）需要建立相应的标准体系，该标准体系中的全部管材技术标准均由管材所负责制定。目前，《西气东输二线天然气管道用热轧板卷技术条件》等14项技术标准已提交中国石油管道建设项目部发布、实施，保证了试制、评价工作和国外订货工作的顺利进行。
《西气东输二线工程技术标准及关键技术指标研究》的全部3个专题，即《抗大变形钢管关键技术指标和产品研究》以及《高钢级管线钢及其大口径焊管与管件研究》、《西气东输二线管道完整性管理技术研究》等关键研究项目也已取得阶段性成果，并发挥了核心作用。该所参加的国家科技支撑计划项目“西二线管道工程关键技术研究”也取得了重大进展，而通过对X80级管线钢在大口径高压大输量长输天然气管线上的应用研究，该所目前掌握了抗变形能力主要指标和参数，并成功进行了X80级管线钢的试验测试，在此基础上提出了基于应变地区使用的直缝埋弧焊管补充要求和西气东输二线断裂控制方案，已通过专家审查。
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