油氣集輸凈化用管:不銹鋼管道占比約21%,預(yù)計(jì)2019年需求同比將增長(zhǎng)16%
(一)分類(lèi)及選材:除耐腐蝕碳鋼外,高硫、高氯和CO 2環(huán)境下多采用13Cr/超級(jí)13Cr、雙相不銹鋼以及雙金屬?gòu)?fù)合管
油氣集輸及凈化過(guò)程是將分散于各油氣井中的原油及天然氣進(jìn)行收集、計(jì)量和運(yùn)輸,并經(jīng)凈化站或聯(lián)合站進(jìn)行原油脫水脫鹽、天然氣脫水脫油、原油穩(wěn)定、輕烴液化氣回收等工序,使得原油或天然氣具備遠(yuǎn)距離輸運(yùn)的條件。除采用防腐蝕碳鋼管線鋼之外,含高硫、高氯和CO 2的油氣集輸及凈化多采用13Cr、超級(jí)13Cr、316L不銹鋼、雙相不銹鋼以及雙金屬?gòu)?fù)合管等耐蝕性更強(qiáng)的材質(zhì)。具體而言:
(1)13Cr/超級(jí)13Cr不銹鋼管
1 3Cr不銹鋼是一種耐蝕性相對(duì)較高的石油管材,主要是靠添加12-1 4%的Cr來(lái)提高耐CO 2腐蝕抗力。超級(jí)13Cr不銹鋼是在傳統(tǒng)1 3Cr不銹鋼(API 5CT L80-1 3Cr)的基礎(chǔ)上加入了Ni、Mo、Cu等合金元素,故又稱(chēng)為改良型1 3Cr不銹鋼。相對(duì)普通1 3Cr不銹鋼而言,超級(jí)1 3Cr含碳量更低、合金元素成分更高,具有高強(qiáng)度、低溫韌性和較強(qiáng)抗腐蝕能力。
(2)雙相不銹鋼管
根據(jù)張文毓等人于2015年發(fā)表于《裝備機(jī)械》期刊上的論文《國(guó)內(nèi)外雙相不銹鋼的應(yīng)用進(jìn)展》,雙相不銹鋼是指在鋼的固溶組織中鐵素體和奧氏體各占一半,一半最少相的含量也需要達(dá)到30%,簡(jiǎn)稱(chēng)為α+γ雙相不銹鋼。與鐵素體不銹鋼相比,α+γ雙相不銹鋼具有脆性轉(zhuǎn)變溫度低以及耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高的特性,將奧氏體不銹鋼所具有的高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起,并且保留了鐵素體不銹鋼熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小和塑性好等特點(diǎn)。
雙相不銹鋼一般可分為四類(lèi):(a)低合金型:代表牌號(hào)是UNSS32304(23Cr-4Ni-0.1 5N)鋼種,不含鉬,在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或31 6使用;(b)中合金型:代表牌號(hào)是UNSS31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.1 5N),耐蝕性介于AISI316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間;(c)高合金型:一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的含銅和鎢,代表牌號(hào)是UNS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),耐蝕性高于22%Cr的雙相不銹鋼;(4)超級(jí)雙相不銹鋼:含高鉬和氮,代表牌號(hào)為UNSS32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含鎢和銅,可適用于苛刻的介質(zhì)條件,具有良好的耐蝕和力學(xué)性能,可與超級(jí)奧氏體不銹鋼相媲美。
(3)雙金屬?gòu)?fù)合管
雙金屬?gòu)?fù)合管是由兩種不同金屬材料通過(guò)各種變形和連接技術(shù)緊密結(jié)合而制成的一種新型金屬?gòu)?fù)合管材。基管以碳鋼或低合金鋼為原材料,主要作用為承壓和支撐內(nèi)層材料,其內(nèi)管以不銹鋼、鎳基合金、鐵-鎳基合金等為原材料,主要作用為提高管道的耐腐蝕、耐磨損等性能。根據(jù)不同的服役環(huán)境,雙金屬?gòu)?fù)合管可以選擇相應(yīng)的基管和內(nèi)管進(jìn)行合理搭配,以達(dá)到各種環(huán)境下對(duì)管道的性能要求。雙金屬合金管兼顧了基管的機(jī)械性能和內(nèi)管的耐蝕性能,最大限度地實(shí)現(xiàn)了材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在提高管道耐腐蝕性、延長(zhǎng)管道壽命的基礎(chǔ)上,大大降低了工程費(fèi)用,是不銹鋼管、鎳基合金管等耐蝕合金管的優(yōu)質(zhì)替代產(chǎn)品。
(二)市場(chǎng)需求:2019年新開(kāi)發(fā)油井集輸用管需求增長(zhǎng)16%,不銹鋼管道占比約20.5%
新開(kāi)發(fā)單井集輸管道長(zhǎng)度約為3.1公里,對(duì)應(yīng)的集輸管道平均質(zhì)量為56t/單井。我們?cè)诒?/span>5中選取了近年來(lái)開(kāi)發(fā)的具有代表性的油氣集輸管道。油氣田集輸管道需求與油氣井?dāng)?shù)成正相關(guān)關(guān)系,單井集輸管道長(zhǎng)度平均約在3公里/單井左右。根據(jù)石油工業(yè)出版社出版的《油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》一書(shū),由計(jì)量站到接轉(zhuǎn)站或聯(lián)合站的集輸管道管徑大小根據(jù)輸送量而定,一般在Φ159~529mm之間。我們?nèi)∑渚导处?/span>300mm,且Φ300mm一般壁厚要求不低于5.0mm。以此計(jì)算,單口油氣井對(duì)應(yīng)的集輸管道平均質(zhì)量為56噸/單井。
總量看,預(yù)計(jì)2019年我國(guó)新開(kāi)發(fā)油井集輸用管總量達(dá)154萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)16%。根據(jù)國(guó)家自然資源部發(fā)布的《全國(guó)石油天然氣資源勘探開(kāi)采通報(bào)》,2017年我國(guó)新開(kāi)發(fā)油氣井?dāng)?shù)為20696口,同比201 6年大幅增長(zhǎng)34.67%。歷史上看,新開(kāi)發(fā)油氣井?dāng)?shù)與當(dāng)年“三桶油”資本開(kāi)支成強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系。若假設(shè)201 8、201 9年新開(kāi)發(fā)油氣井?dāng)?shù)同比增速與“三桶油”資本開(kāi)支同比增速保持一致,即分別為1 4.50%、16.34%,則預(yù)計(jì)2018、201 9年全國(guó)新開(kāi)發(fā)油氣井?dāng)?shù)分別為23700、27500口。以單口油氣井集輸管道平均質(zhì)量為56噸計(jì)算,預(yù)計(jì)201 8、2019年新開(kāi)發(fā)油井集輸用管總量分別達(dá)1 33、1 54萬(wàn)噸。
從結(jié)構(gòu)看,不銹鋼管道占比約20.5%,即2019年需求約32萬(wàn)噸左右。我們根據(jù)原油和天然氣的熱值,將天然氣折算為油氣當(dāng)量,即1255立方米天然氣=1噸原油量。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),201 8年我國(guó)原油產(chǎn)量達(dá)1.89億噸,天然氣當(dāng)量為1.31億噸。因此201 8年我國(guó)天然氣產(chǎn)量占我國(guó)油氣產(chǎn)量的41%。根據(jù)張楠革于201 7年發(fā)表于《中國(guó)化工貿(mào)易》期刊的《改性環(huán)氧粉末涂層在酸性油氣田管道內(nèi)防腐的應(yīng)用探究》一文,我國(guó)生產(chǎn)的原油含硫量較低,而天然氣田中高酸性氣田接近50%。根據(jù)前文所述,含硫量較低的油氣集輸用管多采用普碳鋼管或低合金鋼管,而含硫、水、二氧化碳量較高的油氣集輸用管多采用不銹鋼管等。因此粗略估算,2019年我國(guó)新開(kāi)發(fā)油氣井集輸用管中采用不銹鋼的比重或達(dá)20.5%=41%×50%,即約32萬(wàn)噸;采用普碳鋼或低合金鋼管需求量或達(dá)122萬(wàn)噸。
本文標(biāo)簽:不銹鋼管
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