Detalles de la tubería de acero GB/T 9711-2023 para los sistemas de transporte de tuberías en la industria del petróleo y el gas natural

GB/T 9711-2023, 'Tubo de acero para sistemas de transporte de tuberías en la industria del petróleo y el gas natural, ' es un estándar técnico clave para las tuberías de acero de petróleo y gas natural de mi país . Como reemplazo de GB/T 9711-2017, se lanzará e implementará oficialmente en 2023. Esta actualización estándar marca el progreso continuo de mi país en la tecnología de equipos de transporte de energía y es de gran importancia para garantizar la seguridad energética nacional y mejorar la calidad de la construcción de la tubería.

Primero, antecedentes e importancia de la revisión estándar

Con el avance de los principales proyectos de tuberías, como el 'West-East Gaseline ' en mi país, las tuberías de alta presión, de gran diámetro y de alto grado se han convertido en una tendencia de desarrollo. La versión original de 2017 del estándar exhibió limitaciones para abordar nuevos requisitos, como tuberías de grado X80 y por encima de acero, servicio en entornos de baja temperatura y diseño de tensión. Esta revisión incorpora desarrollos internacionales relacionados con la API Spec 5L 46th Edition (2022) e incorpora los últimos cinco años de experiencia en construcción de tuberías nacionales, particularmente la experiencia acumulada en tecnología de tuberías para entornos especiales como regiones frías y zonas sísmicas. Tras la implementación, este estándar unificará los requisitos técnicos para la fabricación, las pruebas y la aceptación de tuberías de acero domésticas, proporcionando soporte técnico para el diseño de tuberías de petróleo y gas de 'One Nationwide Network '.

Segundo, cambios técnicos importantes

1. Requisitos de material actualizado: se ha agregado un nuevo grado de calidad de PSL2+, con especificaciones de resistencia más estrictas para x80 y superiores a las tuberías de acero: la energía de impacto Charpy a -30 ° C se ha incrementado de ≥40J a ≥60J; Se ha introducido un requisito de porcentaje de área de corte para el DWTT (prueba de desgarro de peso de caída), estipulando un mínimo de 85% a la temperatura mínima de diseño. Para los entornos agrios, los métodos de prueba de HIC (grietas inducidas por hidrógeno) y SSC (corrosión por estrés de sulfuro) se han refinado, con NACE TM0284-2016 y NACE TM0177-2016 designados como los estándares de prueba de referencia.

2. Dimensión optimizada y sistema de tolerancia: el rango de diámetro exterior para las tuberías de acero se ha ampliado a 60 pulgadas (1524 mm), y el límite de espesor de la pared superior se ha incrementado a 40 mm. Para tuberías de acero de gran diámetro con un diámetro ≥ 1219 mm, la tolerancia a la ovalidad se ha apretado de 0.5%d a 0.3%d. El 'método de medición de diámetro medio' se ha introducido para reemplazar la medición tradicional del diámetro exterior, lo que lo hace más adaptable a los procesos modernos de fabricación de tubería. Se han agregado nuevos requisitos para el control de tratamiento térmico de la tubería de acero enrollado termomecánicamente (TMCP), estipulando que la fluctuación final de la temperatura de rodadura no debe exceder ± 15 ° C.

3. Actualizaciones a la tecnología de prueba no destructiva: las pruebas ultrasónicas automáticas (AUT) se han actualizado de un requisito opcional a un requisito obligatorio para las tuberías de acero PSL2, con sensibilidad de detección aumentada a un Ø2mm de orificio de fondo plano equivalente. Se han agregado dos nuevas normas técnicas, pruebas ultrasónicas de matriz en fase (PAUT) y pruebas ultrasónicas electromagnéticas (EMAT), lo que aumenta la tasa de detección de defectos a 99.5%. Las pruebas de radiografía digital (DR) al 100% de las áreas de soldadura a tope se han ordenado específicamente, con una resolución de imagen de al menos 200 μm.

4. Adaptabilidad ambiental mejorada: se ha agregado un nuevo procedimiento de prueba de impacto a baja temperatura de -45 ° C, especificando un tiempo de espera de al menos 10 minutos. Para las áreas propensas a los desastres geológicos, se han introducido indicadores de diseño de la capacidad de deformación: tensión de compresión ≥ 0.5% y tensión de tracción ≥ 2%. Se han agregado pruebas de adhesión del recubrimiento de anticorrosión PE de tres capas en un entorno corrosivo de dióxido de carbono, con el requisito de prueba transversal que alcanza el nivel 1.

Tercero, innovaciones en el sistema de control de calidad

El estándar establece un mecanismo de trazabilidad de calidad de ciclo de vida completo, que requiere que los fabricantes usen un MES (sistema de ejecución de fabricación) para registrar todos los parámetros de proceso desde la creación de acero hasta la producción de tuberías, con retención de datos durante al menos 30 años. Se ha introducido el concepto 'Twin ', que requiere que cada tubería de acero sea acompañada por un código QR que contiene información como certificados de material e informes de prueba. Se ha agregado una nueva 'prueba de muestra ciega' al proceso de aceptación de fábrica, donde un tercero inserta aleatoriamente defectos simulados en muestras de prueba para verificar la confiabilidad del sistema de inspección. 1. Análisis internacional de evaluación comparativa y diferencia: en comparación con la especificación de la API 5L, el estándar de mi país se distingue en tres áreas clave: primero, supera los requisitos de rendimiento DWTT de API. La API permite un área mínima de corte del 70% para muestras individuales, mientras que GB/T 9711-2023 requiere un promedio de ≥85% para cada grupo de muestras. En segundo lugar, incorpora un factor de diseño basado en confiabilidad, reduciendo el factor de seguridad tradicional de 0.72 a un rango de 0.6-0.8. En tercer lugar, emplea un modelo único de 'certificación dual ', que no solo cumple con los requisitos de monograma de API, sino que también requiere la aprobación de la auditoría del sistema QHSE National Pipeline Network Corporation.

2. Impacto de la aplicación de ingeniería: este estándar ha sido pionero en proyectos de gasoductos de gas natural, con una tubería de acero de 1422 mm de grado de acero x80 que alcanza una energía de impacto promedio de Charpy de 210 J a -40 ° C, una mejora del 40% sobre la generación anterior. Durante la construcción de la línea 2 de transmisión de gases de Sichuan-Easter, la tubería de acero resistente a la deformación producida de acuerdo con el nuevo estándar cruzó con éxito la zona de falla de Longmenshan, logrando una capacidad de deformación axial del 2.3%. Se espera que la implementación del nuevo estándar reduzca los costos del ciclo de vida de la tubería en un 12% y caiga la tasa de accidentes a 0.3 accidentes por mil kilómetros por año.

3. Perspectiva tecnológica futura: con las demandas emergentes de tuberías de hidrógeno y CCU (captura y almacenamiento de carbono), el comité de estándares ha iniciado una investigación preliminar. El siguiente paso será incorporar métodos de evaluación de sensibilidad de fragilidad de hidrógeno (como las pruebas de permeación de TDS) y desarrollar un sistema de índice de material para tuberías de acero adecuadas para entornos de transmisión mixtos de hidrógeno al 30%. Con respecto a las tuberías inteligentes, se están desarrollando especificaciones técnicas para tuberías de acero con sensores de fibra óptica integrados para permitir el monitoreo en línea de múltiples parámetros: estrés, corrosión y fuga.

La implementación de este estándar requiere colaboración en toda la cadena de la industria: las empresas siderúrgicas necesitan actualizar sus procesos de refinación de LF y tratamiento de calcio; Las fábricas de tuberías necesitan equiparse con equipos de inspección inteligentes como perfilómetros láser; y las unidades de ingeniería deben establecer un sistema de aceptación digital basado en BIM. La National Pipeline Network Corporation también ha emitido las 'Regulaciones uniformes para las especificaciones técnicas de acero,' estableciendo un sistema de gestión técnica de tres niveles que consiste en estándares, especificaciones y reglas detalladas, proporcionando un marco de soporte técnico integral para el desarrollo de alta calidad de la red de petróleo y gas de mi país.