ISO 13703-32023 包括低碳能源在内的石油和天然气工业海上生产平台和陆上工厂上的管道系统第3部分制造标准立项发展报告

石油和天然气工业包括低碳能源在内的海上生产平台和陆上工厂上的管道系统第3部分：制造标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Oilandgasindustriesincludinglowercarbonenergy—Pipingsystemsonoffshoreproductionplatformsandonshoreplants—Part3:Fabrication摘要关键词：管道系统；制造；石油天然气；低碳能源；国际标准；ISO13703；标准化Keywords:Pipingsystems;Fabrication;Oilandgas;Lowercarbonenergy;Internationalstandards;ISO13703;Standardization一、引言1.1立项背景管道系统是石油和天然气工业基础设施的“血管”系统，承担着输送油气介质、保障生产运行的关键功能。无论是海上生产平台还是陆上工厂，管道系统的制造质量直接决定了整个生产设施的安全性和使用寿命。据统计，油气行业约30%以上的泄漏事故与管道系统制造缺陷相关，管道系统的制造环节因此受到各国监管机构和行业组织的高度重视。在“双碳”目标驱动下，全球能源结构正在经历深刻变革。传统油气企业与风电、氢能、碳捕集利用与封存（CCUS）等低碳能源技术的融合发展已成为行业共识。海上风电制氢、伴生气回收利用、二氧化碳驱油等新业态不断涌现，这些新兴场景对管道系统提出了不同于传统油气工况的材料要求、制造工艺和质量控制标准。然而，现有国际标准体系尚未系统性地回应这一技术需求，标准供给与产业发展之间存在明显缺口。1.2目的与意义ISO13703-3:2023的制定发布，正是为了回应上述行业需求。该标准作为ISO13703系列标准的第三部分，聚焦于管道系统的制造环节，通过对材料验收、切割下料、成型组装、焊接连接、热处理、检验试验等全过程的技术规范，为管道系统制造提供了统一的质量基准。其核心目的在于：第一，保障管道系统的制造质量和本质安全，降低运行期失效风险；第二，通过引入低碳能源工况要求，支持能源行业绿色低碳转型；第三，统一国际贸易中的技术规范和评定准则，促进装备制造和工程服务的国际化流通。二、标准编制过程2.1标准立项与技术准备ISO13703-3:2023由国际标准化组织下设的石油和天然气工业技术委员会（ISO/TC67）负责制定，具体工作由管道系统分技术委员会相关工作组承担。该标准的编制经历了提案（NP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段，自项目启动至最终发布历时约三年。在立项论证阶段，各成员国充分评估了修订ISO13703:1999（旧版标准）的必要性和紧迫性。鉴于旧版标准发布于二十世纪末，其在低碳能源适配、高合金材料应用、自动化焊接技术以及数字化检验手段等方面的覆盖明显不足，无法满足当前工业实践的需要。经过各成员国投票表决，ISO/TC67决定对标准体系进行结构性重组，将原标准拆分为多个部分分别制定，其中第3部分专门针对制造环节。2.2主要起草单位与协作机制该标准的制定汇聚了全球油气行业主要企业和标准化机构的专家力量。来自美国石油学会（API）、挪威石油工业技术标准机构（NORSOK）、英国标准协会（BSI）、中国石油集团工程技术研究院等机构的专家深度参与了标准草拟工作。标准制定过程中，工作组通过多次面对面会议和线上技术研讨，对各成员国提出的数千条意见进行了逐条讨论和回应，确保了标准技术内容的科学性、合理性和广泛适用性。标准在制定中充分参考了ISO15607至ISO15614系列焊接工艺评定标准、ISO3834焊接质量体系要求标准，以及ASMEB31.3工艺管道规范等国际通行技术文件，保证了标准体系间的兼容性和协调性。三、标准技术内容概述3.1标准适用范围ISO13703-3:2023适用于海上固定式和浮动式生产平台、陆上石油天然气工厂以及包括低碳能源设施在内的相关生产装置中的管道系统制造。该标准涵盖了碳钢、合金钢、不锈钢、镍基合金等多种管材的制造要求，适用于新建管道系统的制造以及在用管道系统的改造和修复。值得特别关注的是，标准的适用范围扩展至低碳能源生产设施，该表述明确回应了氢能输送管道、CCUS注入管道以及海上风电制氢平台等新兴应用场景，具有显著的前瞻性和包容性。3.2主体技术内容标准主体包括以下几个关键技术章节：材料验收与可追溯性要求。标准规定所有管道组成件必须附带完整的材料质量证明书，并对材料的化学成分、力学性能、冲击韧性等关键指标进行验证。对于低碳能源工况，特别是在氢脆敏感性评估方面，标准要求对材料在富氢环境下的相容性进行专项评价，这一要求在以往的国际管道标准中较为鲜见。切割与坡口加工。标准对不同管径、不同壁厚管道的切割方法选择、坡口形式及尺寸公差进行了详细规定，并提出了热切割影响区的表面质量控制和清除要求。针对高合金材料，特别强调了避免晶间腐蚀和应力腐蚀开裂的加工控制措施。成型与组装。标准对冷弯和热弯的最小弯曲半径、壁厚减薄率、椭圆度等参数给出了量化指标，对管段组装的对口错边量、角变形、间隙等公差要求进行了明确。此外，标准还对预制和现场组装的质量控制程序，包括定位焊、临时支撑的拆除与修补做出了规定。焊接连接。焊接是管道制造中最核心的工艺环节。标准对焊接工艺评定（WPQ/WPS）、焊工资质、焊接材料管理等提出了完整的要求，覆盖了手工电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊及自动焊等主流焊接方法。值得关注的是，标准加强了焊接接头无损检测的比例和验收准则，新增了相控阵超声检测（PAUT）等先进检测技术的应用要求。热处理。标准对焊后热处理（PWHT）的温度范围、保温时间、升温速率、冷却方式及热电偶布置方式进行了明确规定，尤其对厚壁管道、异种钢接头和特殊材料的焊后热处理提出了更为严格的要求。对于有氢致开裂风险的低碳能源工况管道，标准明确了焊后热处理的必要条件和判定准则。检验与试验。标准建立了包括外观检查、尺寸检查、无损检测、压力试验和泄漏试验构成的完整检验体系。标准的检验方案设计引入了基于风险的方法，针对不同介质等级（酸性介质、富氢介质、常规油气介质）和不同服役工况设定差异化的检测比例与验收水平。3.3主要技术更新与创新点相较旧版标准，ISO13703-3:2023的主要技术变化可归纳为以下方面：低碳能源适用性拓展。新增对低碳能源管道系统制造的技术要求，包括富氢环境下的材料选择原则、焊接接头氢裂敏感性评定方法和碳钢管道用于氢气输送时的附加制造规定，为零碳和低碳能源基础设施的建设提供了标准支撑。先进制造技术的纳入。在原有手工焊接方法基础上，全面纳入自动化焊接、机器人焊接和数字化的焊接过程监控技术，并增加了对窄间隙焊接等高效工艺的规定。数字化质量管理的引入。标准补充了对数字化焊接数据采集、电子质量记录和可追溯性管理的基本要求，与当前工业4.0和智能工厂的发展趋势相衔接。检验检测技术的更新。增加了超声相控阵（PAUT）、数字射线成像（DR）等先进无损检测技术的应用条件，同时也对常规射线检测的替代方案提出了明确的技术要求。材料标准的同步更新。标准的规范性引用文件更新至近年发布的最新版本，同步纳入了高等级管线钢、双相不锈钢和镍基合金等材料的应用要求。四、主要修订企事业单位与标准化技术组织介绍4.1中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油集团工程技术研究院有限公司（以下简称“工程院”）是中国石油天然气集团有限公司直属的综合性工程技术研发机构，也是我国油气行业标准化工作的重要技术支撑单位。工程院在ISO/TC67对口的国内技术组织——全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355）中承担着多项重要职务，长期参与石油天然气工业领域国际标准和国家标准的制修订工作。在ISO13703-3:2023的制定过程中，工程院充分发挥了其在管道工程、焊接技术和材料研究领域的深厚积累，组织院内专家对标准草案进行了系统研究和深入论证，在低碳能源管道制造的特殊要求、高合金材料焊接工艺评定等方面提出了多项具有建设性的技术建议。工程院的专家团队密切跟踪标准各阶段草案的技术变化，通过国内技术对口渠道向ISO/TC67反馈了中国石油工业界的技术关切和实践经验，为标准的完善和平衡各方利益发挥了积极作用。4.2全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355）全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355）经国家标准化管理委员会批准成立，负责全国石油天然气领域的标准化技术归口工作，对口国际标准化组织ISO/TC67。该委员会下设多个分技术委员会和工作组，涵盖了油气勘探、开发、储运、工程建设等各专业领域。在ISO13703-3:2023的国际标准制定过程中，SAC/TC355组织国内相关企事业单位和科研院所开展了系统的标准研究和意见反馈工作。委员会通过召开专家研讨会、组织专项技术论证等方式，充分汇聚了国内管道设计、制造、检验检测和运营管理等各领域的实践经验，形成了具有代表性的中国意见。这些意见涵盖了管道制造公差、焊接工艺评定要求、低碳能源场景适用性等关键技术问题，多项建议在最终发布版本中得到了不同程度的采纳和体现。SAC/TC355的持续参与为我国油气行业实质性参与国际标准制定、提升国际话语权提供了有力的组织保障和技术支撑。五、标准实施的意义与影响5.1对我国油气行业的影响ISO13703-3:2023的发布对我国油气行业管道系统制造和相关装备出口将产生深远影响。首先，我国海上油气田开发和陆上油气田产能建设规模持续扩大，采用国际通行的制造标准有助于提升工程质量和安全管理水平。其次，随着“一带一路”倡议深入实施，我国油气工程企业参与国际工程承包和装备出口的规模不断增长，采用ISO标准有助于消除贸易技术壁垒，增强国际市场竞争力。在当前“双碳”战略推进背景下，国内氢能输送管道示范项目和CCUS全产业链示范工程陆续启动，ISO13703-3:2023中关于低碳能源管道制造的技术要求可为我国相关标准制定和工程设计提供重要的技术参考。5.2对低碳能源发展的支撑该标准对低碳能源设施的覆盖是本次修订的最大亮点，也是其重要时代价值所在。氢能作为未来清洁能源体系的重要组成部分，其大规模储运离不开高性能管道系统的支撑。标准中对富氢环境下材料选用与焊接接头氢裂敏感性的评定要求，为氢气管道的安全制造和长期运行提供了技术依据。在碳捕集利用与封存方面，标准中对含酸性介质管道焊接工艺的特殊要求增强了CO₂管道全生命周期安全性的技术保障。六、结论与展望ISO13703-3:2023的发布是国际油气管道标准体系建设中的重要里程碑。该标准在继承原版标准技术框架的基础上，系统性地回应了低碳能源融合发展带来的新需求，全面纳入了先进制造和检测技术，完善了管道制造全过程的质量控制要求。作为ISO13703系列标准重组后的重要组成部分，该标准的实施将为全球油气行业管道系统制造提供一个更加科学、全面和与时俱进的技术依据。参考文献[1]ISO13703-3:2023,Oilandgasindustriesincludinglowercarbonenergy—Pipingsystemsonoffshoreproductionplatformsandonshoreplants—Part3:Fabrication[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO/TC67.StrategicBusinessPlan[R].Geneva:ISO,2022.[3]全国石油天然气标准化技术委员会