中國國標與美國ASTM標準低溫無縫管的研發(fā)與開發(fā)

　低溫無縫鋼管主要用于生產(chǎn)乙烯、丙烯、尿素、合成氨、復合化肥等的裝置和醫(yī)藥工業(yè)中的洗滌、凈化、脫硫、脫脂等工藝裝備，以及深冷設備制造業(yè)、超低溫冷庫、輸送超低溫液化氣體的管道及其管部件，如石油氣深冷分離設備、空氣分離設備等。低溫無縫鋼管用材主要有奧氏體型和鐵素體型兩大類，晶體結(jié)構(gòu)的差異決定了奧氏體型低溫管在低溫區(qū)間內(nèi)沒有脆性轉(zhuǎn)變溫度，一般不需驗證其低溫沖擊韌性就可使用，但GB150-2011規(guī)定當使用溫度不低于-196℃（低溫區(qū)間）時，可免做沖擊試驗，當使用溫度位于-196～-253℃（超低溫區(qū)間）時需按設計文件規(guī)定執(zhí)行。鐵素體型低溫管具有明顯的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度，有其適用的低溫區(qū)間。盡管世界各國對低溫鋼的溫度界限規(guī)定略有差異，如英國、德國/日本、中國、美國/俄羅斯定義的溫度界限分別為0、-10、-20、-30℃，但是實際工業(yè)環(huán)境可低至-253℃（液氫）不止。
低溫實現(xiàn)技術(shù)的不斷拓展以及工業(yè)發(fā)展的持續(xù)需求，不斷促進了在更低環(huán)境溫度下使用的鐵素體型低溫鋼的研發(fā)。另外，有些研究者從現(xiàn)有鋼種的性能改進入手對其進行優(yōu)化，如對A333Gr.6無縫鋼管進行微合金化處理，將其由碳鋼體系提升為低合金鋼體系；或者對熱處理工藝進行優(yōu)化，都可在不同程度上提高低溫性能。再者，總體上鐵素體型低溫鋼比奧氏體型低溫鋼更具價格優(yōu)勢，這也促使其成為研發(fā)熱點。

到目前為止，僅僅是以ASTMA333Gr.8和Gr.11鋼管為代表的使用溫度低至-196℃的鐵素體型低溫無縫管成功實現(xiàn)了商業(yè)化，出于安全考慮，各國對鐵素體型低溫管的生產(chǎn)和使用制定了專門的標準，如EN10216-4和GB/T18984。從用途上看，低溫管主要有低溫管道和低溫熱交換器管，相比于國標和歐標只制定單一標準來說，日本和美國針對用途分別制定了不同的標準，如針對低溫管道的JIS G3460和ASTM A333，以及針對低溫換熱器管的JIS G3464和ASTM A334。國際上低溫無縫管的生產(chǎn)和驗收多采用美標，國內(nèi)設計也多參照美標，因而按美標生產(chǎn)低溫管是大勢所趨，這不僅有利于適合國內(nèi)采用美標設計需求，實現(xiàn)國產(chǎn)替代，更有利于產(chǎn)品直接出口走向國際市場。
現(xiàn)實中，隨著石化大型成套裝置國產(chǎn)化水平的持續(xù)提高，尤其是成套裝置的陸續(xù)出口，均需國產(chǎn)化美標低溫管或國標低溫管納入美標的支撐，尤其迫切需要拓展國際低溫無縫管體系。我國鋼鐵裝備和技術(shù)水平的不斷提高也具備國產(chǎn)化美標低溫管的基礎，開展超標極限評估和非標適用性評價，不僅有利于證明國產(chǎn)化美標低溫無縫管的優(yōu)良品質(zhì)，還可探索其極限使用溫度和擴展用途。