油氣管道選材

前言

石油和天然氣是主要的優(yōu)質(zhì)能源，也是保障國家政治、經(jīng)濟、軍事安全的重要戰(zhàn)略物資。隨著人們對石油、天然氣需求的不斷增加，輸送管道建設(shè)也得到了迅速發(fā)展。管道輸送是石油天然氣最經(jīng)濟、最合理的運輸方式，被譽為國民經(jīng)濟五大運輸方式之一。從最早的竹筒輸送到現(xiàn)在的大口徑鋼管輸送，管道輸送經(jīng)歷了系列革新，管道材質(zhì)也發(fā)生了重大變化。鋼管輸送是石油天然氣的主要輸送方式。隨著石油天然氣輸送的迅猛發(fā)展，對管材的要求和等級也不斷提高。輸送壓力從20世紀初的O.2 5MPa上升到90年代的10MPa以上，屈服強度則從170MPa提高到500MPa以上。隨著開采的不斷深入，高壓輸送或嚴酷的環(huán)境對輸送鋼管提出了更高的要求。為了滿足不同類型、不同區(qū)域的油氣管道輸送的安全性、經(jīng)濟性和適用性的需要，油氣管道選材就顯得尤為重要。油氣輸送管線的選材是管線設(shè)計及材料采購的重要環(huán)節(jié)，備受管道設(shè)計、施工、采購部門和材料科學工作者的重視。油氣輸送管線的設(shè)計規(guī)范、法規(guī)是選材的基本出發(fā)點。油氣輸送管線鋼管選材就是要保證鋼管的選用符合管線設(shè)計、使用要求，保證鋼管滿足服役條件要求和施工要求，并且最大限度地保證鋼管的適用性、安全性和經(jīng)濟性。本書詳細闡述了油氣管道選材的基本原則和方法，共分八章，詳細介紹了油氣管道選材導則；干線及支干線管道輸送鋼管的制造、性能要求、選型、失效及斷裂控制；站場鋼管的焊接、低溫脆斷及選材；感應(yīng)加熱彎管、管件的選材及制造；集輸管道鋼管、集輸處理站場管件及容器的腐蝕及選材；海底管道、LNG管道的選材；管道鋼管、管件的檢驗和質(zhì)量控制等內(nèi)容。本書由中國石油大學的王引真（第一章、第二章）、王彥芳（第三章、第六章）、王炳英（第四章）、熊偉（第五章、第七章）、馮濤（第八章）編寫，由王引真、熊偉、王彥芳三位同志統(tǒng)稿整理完成。本書由北京航空航天大學的馬朝利教授擔任主審。本書的編寫提綱由西安石油管材研究所李平全教授級高工提出，在編寫過程中，碩士研究生鐘娜、王瑞英、孫玉偉、丁杰、張旭等做了部分編輯工作，在此一并致謝。油氣管道選材是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及管道設(shè)計、施工、材質(zhì)等多個方面，由于編者水平有限，難免有缺點、錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)闡述了油氣輸送管道選材的基本原則和方法，詳細介紹了千線及支干線管道輸送鋼管的制造、性能要求、選型、失效及斷裂控制；站場鋼管的焊接、低溫脆斷及選材；感應(yīng)加熱彎管、管件的選材及制造；集輸管道鋼管、集輸處理站場管件及容器的腐蝕及選材；海底管道、LNG管道的選材；管道鋼管、管件的檢驗和質(zhì)量控制等內(nèi)容。    本書可供油氣管道工程設(shè)計、施工技術(shù)人員及管理人員參考，也可作為大中專院校油氣儲運、材料科學與工程等相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的參考教材。

書籍目錄

第一章  緒論  第一節(jié)  油氣管道簡介  第二節(jié)  油氣管道的發(fā)展趨勢  第三節(jié)  油氣管道的基本要求第二章  油氣管道選材導則  第一節(jié)  油氣管道系統(tǒng)及管道元件簡介  第二節(jié)  油氣管道的服役環(huán)境和載荷特性  第三節(jié)  油氣管道選材的一般原則  第四節(jié)  油氣管道選材的基本問題  第五節(jié)  對管道用鋼的要求第三章  干線及支干線管道輸送鋼管  第一節(jié)  管道輸送鋼管  第二節(jié)  管道用鋼類型與鋼管制造  第三節(jié)  管線鋼管的力學性能要求  第四節(jié)  管徑、壁厚、鋼級的確定  第五節(jié)  管型的選擇  第六節(jié)  管線剛性及穩(wěn)定性計算  第七節(jié)  油氣管道的失效及典型案例  第八節(jié)  管道的斷裂控制  第九節(jié)  穿越管道的擠毀失穩(wěn)破壞及選材  第十節(jié)  基于應(yīng)力、應(yīng)變設(shè)計對鋼管的要求第四章  站場鋼管  第一節(jié)  站場環(huán)境與工況  第二節(jié)  鋼管及焊接結(jié)構(gòu)低溫脆斷特點及脆斷機理  第三節(jié)  鋼管和焊接結(jié)構(gòu)低溫韌性的影響因素  第四節(jié)  低溫下可焊性、焊材及焊接工藝  第五節(jié)  站場鋼管選材原則及韌性指標第五章  感應(yīng)加熱彎管、管件的選材及制造  第一節(jié)  感應(yīng)加熱彎管母管的選材  第二節(jié)  感應(yīng)加熱彎管的制造工藝  第三節(jié)  感應(yīng)加熱彎管的銅污染  第四節(jié)  三通等管件的選材及制造工藝  第五節(jié)  大口徑感應(yīng)加熱彎管、管件的開發(fā)和制造第六章  集輸管道鋼管、集輸處理站場管件及容器  第一節(jié)  集輸管道和工藝管道  第二節(jié)  集輸管道的腐蝕  第三節(jié)  含CO2、H2S、H2O、Cl-環(huán)境對鋼的腐蝕機理  第四節(jié)  對材料的要求  第五節(jié)  材料的選擇和制造工藝控制  第六節(jié)  抗H2S并具一定抗CO2腐蝕的無縫管線鋼管的開發(fā)  第七節(jié)  雙相不銹鋼集輸管、管件、設(shè)備的應(yīng)用第七章  海底管道、LNG管道  第一節(jié)  海底管道  第二節(jié)  海底管道的選材及對材料的要求  第三節(jié)  LNG管道  第四節(jié)  LNG接收管道和LNG大型儲罐的選材第八章  管道鋼管、管件的檢驗和質(zhì)量控制  第一節(jié)  焊接管理  第二節(jié)  外觀及理化性能檢驗  第三節(jié)  無損檢驗  第四節(jié)  耐腐蝕性檢驗附錄  部分不銹鋼牌號對照表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第一章緒論第一節(jié)油氣管道簡介一、管道運輸?shù)膬?yōu)勢在石油天然氣工業(yè)中，管道運輸在當前世界范圍內(nèi)發(fā)展迅速。在五大運輸方式中（鐵路運輸、公路運輸、水路運輸、航空運輸及管道運輸），對于石油及天然氣行業(yè)而言，管道運輸是最佳的選擇。原油、成品油、天然氣及各種具有常溫狀態(tài)下呈現(xiàn)流體性質(zhì)的各類化工產(chǎn)品的運輸主要都是依靠管道運輸方式來實現(xiàn)。利用管道把石油及其產(chǎn)品和各種氣體從產(chǎn)地輸送到煉廠或用戶已逐漸成為最安全、最經(jīng)濟和對環(huán)境破壞最小的運輸方式。在五大運輸方式中，對于油品及天然氣的運輸，采用水路運輸當前逐漸被認為是最為經(jīng)濟的方式，但它要受到地理條件等自然環(huán)境的制約及各種人為因素的干擾；公路運輸雖然較為靈活，但因其運量小且運費高，一般用于少量且短途的區(qū)域運輸；鐵路運輸成本比較高，對于大量的油氣運輸是不經(jīng)濟的，而且鐵路總的運力有限也使油氣的運輸量受到限制；航空運輸雖然快捷，但因其高昂的運輸價格使其只有在特殊的情況下偶爾被采用。因此，管道運輸與鐵路、公路、水路運輸?shù)绕渌Ｓ玫倪\輸方式相比，主要表現(xiàn)為以下幾個方面的優(yōu)點：（1）運輸量大，便于管理流體在壓力驅(qū)動下沿管道向前運動，可連續(xù)輸送，輸送量大。根據(jù)管道口徑的大小不同，其每年的運輸量可達數(shù)百萬噸到幾千萬噸，甚至超過億噸。管道口徑越大，運輸量越大。例如一條咖1220mm的管道年輸油量約在1億噸以上，其運行能力相當于兩條雙軌鐵路的年運輸量。此外，作為輸送流體的管道及增壓設(shè)備是處于靜止不動的狀態(tài)，因此便于管理，易實現(xiàn)全面自動化，勞動生產(chǎn)率高。（2）能耗少，運費低管道運輸是一種連續(xù)工程，不存在空載行程，運輸效率高，能耗少。發(fā)達國家采用管道運輸石油，每噸千米的能耗不足鐵路的1／7。在輸送等量石油產(chǎn)品時，管道運輸、水路運輸、鐵路運輸?shù)倪\費之比為1：1：1.7 。（3）建設(shè)投資低、占地面積少管道與鐵路和公路相比，受地形地物限制小，遇障礙物可穿越或跨越，一般不需繞行，長度較鐵路、公路要短1／3以上，其建設(shè)費用比鐵路低60％左右；管道通常埋在地下（運輸管道埋藏在地下的部分占管道總長度的95％以上），投產(chǎn)后有90％的土地可以耕種，占地分別為公路的3％、鐵路的10％左右。（4）密閉安全，對環(huán)境污染小管道埋在地下，又采用密閉輸送，基本上不受外界惡劣氣候和交通事故的影響，可以長期安全可靠地運行；運輸過程中油氣損耗小，無噪聲，無“三廢”排放，對環(huán)境污染小。但是，管道運輸也有其一定的缺點和局限性，主要是不如車、船等運輸方式靈活方便及運輸產(chǎn)品的多樣，故主要適合于大量、單向、定點運輸?shù)牧黧w貨物。正是由于長輸管道在輸送流體介質(zhì)時具有上述的諸多優(yōu)越性，因此，近年來長輸管道的應(yīng)用已不局限于石油及其產(chǎn)品、化工產(chǎn)品和天然氣等介質(zhì)的輸送，而應(yīng)用在更為廣泛的領(lǐng)域。如煤漿、礦漿和其他介質(zhì)的輸送。

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《油氣管道選材》是油氣管道工程技術(shù)叢書之一。

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