管道介質(zhì)的輸送壓力有逐漸增高的趨勢(shì)，在輸氣管線上尤為明顯。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)提高輸送壓力會(huì)增加經(jīng)濟(jì)效益，以輸氣管線為例，在輸量不變的條件下，隨著輸送壓力的提高氣體的密度增加而流速減小，從而使摩阻下降。在一條輸氣管線的站間距內(nèi)由進(jìn)站到出戰(zhàn)壓力逐漸下降，而流速逐漸增加，隨之摩阻也逐漸增加，故離進(jìn)站口 3 ／ 4 長(zhǎng)度消耗生出站壓差△ p 的一半，而后 1／4 長(zhǎng)度消耗另一半。輸氣管線與輸油管線最大的差別是由進(jìn)站到出站流速是逐漸增加的，這是介質(zhì)的可壓縮性造成的。而油基本上是不可壓縮的，雖然輸送壓力沿管程逐步下降，但流速是不變的，摩阻也是前后相同的。由此看出對(duì)于輸氣管線壓力的提高可使摩阻下降，而輸送能耗下降。 還應(yīng)指出，輸氣管線的能耗遠(yuǎn)比輸油為大，僅以西氣東輸管線為例，該管線輸送壓力 p ： 10MPa ，輸量為 120 億 m3 ／年，管線長(zhǎng)度為 4000KM ，粗略按經(jīng)驗(yàn)估計(jì)能耗大致為 12 億 m3 ／年，而輸量的。 1/10 作為沿途的能源消耗掉了。 由于對(duì)降低能耗的關(guān)切，輸送壓力有逐步增加的趨勢(shì)。早期我國(guó)四川省的天然氣管線輸送壓力為 2.5MPa ，以后增加到 4MPa ，陜京線提升為 6MPa ，西氣東輸增至 10MPa ，國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家近十氣輸氣管線多選取 12MPa 。 在輸氣管線上壓比亦有逐漸下降的趨勢(shì)。所謂壓比指進(jìn)站壓力與出站壓力之比，壓比減少意味著全線均在較高的壓力下運(yùn)行，這樣也可使能耗減小。早期壓力多為 1.6 ，后來(lái)降至 1.4 ，近年國(guó)外有些輸氣管線取壓比為 1.25 。當(dāng)然，壓比減小，壓縮機(jī)站數(shù)要增加，從而投資會(huì)增加。對(duì)于管徑、壓力、壓比均需進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和比選。 當(dāng)輸量確定，通過(guò)優(yōu)化確定管徑、壓力、壓比以后，如選取較高壓力而鋼材強(qiáng)度等級(jí)太低，則會(huì)造成壁厚過(guò)大，這給制管、現(xiàn)場(chǎng)焊接以及運(yùn)輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)帶來(lái)困難，甚至難以實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)的需求促進(jìn)了鋼材等級(jí)的提高。

API 于1926 年發(fā)布 APl5L 標(biāo)準(zhǔn)，最初只包括 A25 、 A 、 B 三種鋼級(jí)，最小屈服值分別為172、207 、251MPa。

API 于1947 年發(fā)布 APl5LX 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中增加了 X42 ，X46 ，X52 三種鋼級(jí)，其最小屈服值分別為289 、 317 、 358MPa 。

1966 年開(kāi)始，先后發(fā)布了X56、X60、 X65、 X70 四種鋼級(jí)，其最小屈服值分別為 386、 413、 448、 482MPa 。

1972 年 API 發(fā)布 U80 、 U100 標(biāo)準(zhǔn)，其最小屈服值分別為 551、691Mpa ，以后API 又將 U80、U100 改為 X80、 X100。

粗略統(tǒng)計(jì)，全世界2000 年以前X70用量在40%左右，X65 、X60 均在30%左右徘徊，小口徑成品油管線也有相當(dāng)數(shù)量選用X52 鋼級(jí)，且多為 ERW鋼管。

關(guān)于 X80 鋼級(jí)，國(guó)內(nèi)、外議論很多，國(guó)際上曾對(duì)X80 研制已耗巨額投資的鋼鐵巨頭更是積極宣傳X80 ，甚至X100 ，但時(shí)至今日X80 只處于 " 試驗(yàn)段階段，總長(zhǎng)僅400KM 左右。目前正在建設(shè)中的管線尚無(wú)采用X80 鋼級(jí)的，計(jì)劃中或正在準(zhǔn)備中興建的管線尚無(wú)下定決心采用X80者，對(duì)此筆者曾與國(guó)外多家管道工程公司 ( 負(fù)責(zé)管道設(shè)計(jì) ) 的技術(shù)人員交換過(guò)意見(jiàn)，大家看法基本相同，

大致可歸納如下：

1、X80 鋼級(jí)隨著操作壓力的提高及準(zhǔn)備工作的完善將來(lái)必定會(huì)得到發(fā)展；

２、當(dāng)前大石油業(yè)主不愿意首先選用 X80 大致出于以下原因：

(1) 某一種新鋼級(jí) ( 包括煉鋼、軋制、制管 ) 由開(kāi)始生產(chǎn)至熟練的生產(chǎn)要有一個(gè)不合格率由高至低的過(guò)程，用同樣的檢驗(yàn)手段其出廠的不合格率也會(huì)有一個(gè)由低至高的過(guò)程，首先采用者要承擔(dān)此風(fēng)險(xiǎn)；

(2) 在現(xiàn)場(chǎng)焊接過(guò)程中，包括預(yù)熱溫度、層間溫度、熱入量等對(duì)新鋼級(jí)要有一個(gè)探索過(guò)程，在此期間不合格率也有一個(gè)由高至低的過(guò)程，首先采用者更多地承擔(dān)此風(fēng)險(xiǎn)；

(3) 采用 X80 后，現(xiàn)場(chǎng)使用的冷彎?rùn)C(jī)、焊絲、環(huán)縫自動(dòng)焊機(jī)、熱彎頭工藝等可能需要改變，重新購(gòu)置或研制，從而增加了工程費(fèi)用；

(4) 采用 X80 后，同樣直徑，當(dāng)操作壓力不夠高的情況下，鋼材強(qiáng)度等級(jí)的提高意味著厚度的減薄，亦即厚度直徑比 (t ／ D) 的減小，這也就意味著管線剛性的降低。從事故分析及風(fēng)險(xiǎn)分析看，管線的第三方破壞通常占破壞原因的 40 %以上，而管線抵抗第三方破壞能力僅與 t/D比有關(guān)而與強(qiáng)度等級(jí)無(wú)關(guān)。

從我國(guó)國(guó)情看，我國(guó)雖然經(jīng)濟(jì)近十多年迅速發(fā)展，但仍屬發(fā)展中國(guó)家，筆者建議在采用X80 問(wèn)題上我們不做 " 第一個(gè)吃螃蟹 " 的人，采取 " 韜光養(yǎng)晦 " 的策略，這對(duì)業(yè)主單位有利對(duì)我國(guó)冶金行業(yè)也有利。

我國(guó)冶金行業(yè)在近十余年來(lái)為發(fā)展管道鋼付出了極大的辛勞，取得可喜的業(yè)績(jī)，目前正在全力攻關(guān)X70 寬板 ( 做直縫埋弧焊焊管用 ) 并積極為能穩(wěn)定 X70 熱軋卷板的質(zhì)量做努力，如當(dāng)前決定大量采用 X80 鋼級(jí)，因我國(guó)冶金業(yè)對(duì)此既無(wú)經(jīng)驗(yàn)又無(wú)業(yè)績(jī)而難與國(guó)外冶金行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，筆者對(duì)我國(guó)冶金業(yè)不僅有深厚的感情，也深信我國(guó)冶金業(yè)的能力，但不宜操之過(guò)急，當(dāng)然目前抽出少量的力量對(duì) X80 進(jìn)行探索還是必要的，但必須抓住主要矛盾。

二、關(guān)于金相組織

隨著鋼材等級(jí)的提高，沖擊韌性的增加以及其它一些指標(biāo)如 FATT 的降低等煉鋼工藝及軋制工藝也相應(yīng)的有所變化，最終金相組織形態(tài)也跟著變化，這是很自然的。然而作為業(yè)主單位 ( 買方 ) 有無(wú)必要在定貨技術(shù)條款上對(duì)金相組織提出確定的要求，諸多管道專家有不同的看法。

管線鋼按金相組織形態(tài)分類至今大致有以下四種：

1、鐵素體一珠光體鋼：簡(jiǎn)稱為 FP(Ferrite-Pearlite) ，基本成份為 C 、 Mn ，有時(shí)加少量 Nb 、 V ，一般 C 成份為 0.10-0.25 %， Mn 成份為 1.30-1.70 %，軋制工藝采用熱軋及正火。X52 及以下各鋼級(jí)均采用此種工藝，我國(guó)早期所建的管線，如四川的管線， " 東八三 " 所建的管線均屬此種鋼，當(dāng)時(shí)一部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)， " 東八三 " 所用的管道鋼基本上是國(guó)外進(jìn)口的。當(dāng)采用更高鋼級(jí)時(shí)，為提高強(qiáng)度需增 C ，但 C 增加使可焊性下降、 FATT 上升，故必須另找出路。

2、少珠光體鋼，這種鋼通常將珠光體控制在 15 %以下，從化學(xué)成份上分有以下三種：

(1)Mn-Nb 鋼

(2)Mn-V 鋼

(3)Mn-V-Nb 鋼

C 成份一般控制在0. 1 %以下，軋制工藝采用控軋，以上又稱為 " 微合金控軋鋼 " ，鋼級(jí)中X56、X60、X65、X70 鋼可采用這種鋼。

3、針狀鐵素體鋼 (Accicular Ferrite) 這種鋼主要化學(xué)成份為C、Mn、Nb、Mo，采用控軋工藝，這種鋼相對(duì)于前者包辛格效應(yīng)小且減少偏析，多用于 X65 、X70 鋼級(jí)，根據(jù)報(bào)導(dǎo)國(guó)外有少量 X80 鋼試制時(shí)也采用這種鋼，其缺點(diǎn)為由于加 Mo 而 Mo 。的價(jià)格較貴，故成本偏高。

4、超低炭貝氏體鋼 (U1tra Low Carbon Bainite) 這種鋼主要化學(xué)成分為 Mn 、 Nb 、 Mo 、 B 、 Ti ，采用控軋、控冷工藝，通常 C 含量小于 0.03 %，這是最新一代產(chǎn)品，其特點(diǎn)為不僅強(qiáng)度高且沖擊韌性高、可焊性好、 FATT 值低，從發(fā)展看將來(lái) X70 以及以后可能會(huì)較多采用的 X80 均會(huì)應(yīng)用這種鋼。由以上論述看出，對(duì)于 X70 ，少珠光體鋼、針狀鐵素體鋼、超低炭貝氏體鋼均可采用。筆者意見(jiàn)對(duì)于某一種鋼級(jí)而言，只要能滿足業(yè)主單位所提出的管材的機(jī)械物理性能即可，不必限制冶金單位必須采用何種工藝。各冶金廠條件差別很大，各自有其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)， " 條條大路通羅馬 " ，對(duì) X70 限制必須采用針狀鐵素體似無(wú)必要。筆者與許多國(guó)外管道設(shè)計(jì)專家交換意見(jiàn)，大家看法是一致的。