ISO 24139-12022 石油和天然气工业.管道运输系统用耐腐蚀合金复合弯管和配件.第1部分复合弯管标准立项发展报告

石油和天然气工业管道运输系统用耐腐蚀合金复合弯管和配件第1部分：复合弯管标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:PetroleumandNaturalGasIndustries—CorrosionResistantAlloyCladBendsandFittingsforPipelineTransportationSystem—Part1:CladBends摘要随着全球油气资源开发向深海、高含硫、高腐蚀性等极端环境不断推进，管道运输系统的材料性能面临着前所未有的挑战。耐腐蚀合金复合管道因其兼具碳钢的结构强度与耐蚀合金的耐腐蚀性能，已成为海洋油气开发领域的关键技术路径。然而，复合弯管作为管道系统中的薄弱环节，其产品设计、制造工艺和检验检测长期缺乏统一的国际标准规范。本标准（ISO24139-1:2022）由国际标准化组织（ISO）于2022年11月正式发布，是全球首部针对管道运输系统用耐腐蚀合金复合弯管的专项国际标准。本报告对该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、主要参编单位以及对行业发展的深远影响进行了系统阐述。该标准的发布填补了国际标准体系中复合弯管产品标准的空白，为全球油气工程中复合弯管的设计选型、制造验收和质量管理提供了统一的技术依据，对推动我国深海油气装备自主化建设和标准国际化具有重要的参考价值。关键词：耐腐蚀合金；复合弯管；管道运输系统；国际标准；ISO24139；油气储运Keywords:CorrosionResistantAlloy;CladBends;PipelineTransportationSystem;InternationalStandard;ISO24139;OilandGasStorageandTransportation一、引言1.1研究背景随着全球能源需求的持续增长和浅层油气资源的逐步枯竭，油气勘探开发正加速向深水、超深水以及高酸性介质等苛刻工况环境延伸。据国际能源署（IEA）统计，2010—2022年间全球海洋油气投资年均增长率超过8%，深水油气产量占海洋油气总产量的比例已由2010年的不足15%攀升至2022年的约30%。在此背景下，传统的碳钢管道材料已难以满足高腐蚀性介质长周期安全运行的需求，而整体采用耐蚀合金（CRA）管道则面临成本高昂的问题。耐腐蚀合金复合管道通过将耐蚀合金层与碳钢基材冶金结合，实现了性能与经济性的统一，因此得到了广泛应用。复合弯管是采用耐蚀合金复合管材通过感应加热弯曲等工艺制成的管道组件，其在油气集输管网中承担着改变介质流向的关键功能。相比直管段，复合弯管在弯曲成形过程中涉及基管与覆层材料的不协调变形、覆层厚度减薄控制、界面结合质量保障等一系列技术难题，其产品质量直接关系到整条管道的运行安全。然而，长期以来国际标准体系中缺乏专门针对复合弯管的产品标准，设计制造和验收多依赖企业内控规范或参照相关管材标准的平行要求，导致产品质量参差不齐，国际工程采购和跨国贸易缺乏统一的技术尺度和验收依据。1.2标准立项意义本标准（ISO24139-1:2022）是国际标准化组织石油和天然气工业技术委员会管道运输系统分技术委员会（ISO/TC67/SC2）组织制定的系列标准的第一部分，其立项和发布具有三重重要意义：其一，填补了复合弯管国际产品标准的空白，使全球范围内复合弯管的设计、制造和检验有了权威的技术依据；其二，为国际贸易中的技术交流和质量仲裁提供了统一标尺，有利于降低交易成本、促进公平竞争；其三，反映了国际油气行业对复合管道技术发展方向的共识，对引领全球复合管道技术升级和质量提升具有风向标作用。二、标准编制历程与工作概况2.1立项阶段ISO24139-1的编制工作始于国际标准化组织石油天然气工业技术委员会管道输送系统分技术委员会（ISO/TC67/SC2）框架下的工作项目提议。随着复合管道技术在全球范围的推广应用，特别是北海、墨西哥湾、西非及中国南海等深水油气区的大规模开发，各主要油气生产国和工程公司逐渐认识到制定统一国际标准的迫切性。在2015年前后的ISO/TC67/SC2工作会议上，多国代表提出了制定复合弯管国际标准的提案。经过充分讨论和投票表决，该项目正式通过立项，纳入ISO标准制定工作计划。2.2起草与研讨阶段标准起草工作组成立后，邀请了中国、挪威、英国、美国、法国、意大利、日本、韩国等主要油气生产国和复合管制造强国的技术专家参与。起草工作组分阶段组织了多次工作组会议和专家研讨会，围绕复合弯管的材料选择、设计计算方法、制造工艺要求、无损检测方法、试验验收指标等核心议题进行了深入讨论。由于各国在复合管道工程实践和技术积累方面存在差异，标准中部分关键技术参数的确定经历了多轮草案修改和意见征集。例如，覆层厚度允许偏差范围、弯曲段最小覆层厚度要求以及界面剪切强度的试验方法等关键指标，均经过了反复的试验验证和数据分析。2.3标准审查与发布标准草案经过委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各阶段审查，起草组对各成员国提出的数百条反馈意见逐条进行了处理。最终，ISO24139-1:2022于2022年11月3日正式发布。该标准的发布标志着复合弯管这一关键技术装备在国际标准化层面取得了历史性突破。三、标准主要内容解读3.1标准适用范围ISO24139-1:2022规定了石油和天然气工业管道运输系统用耐腐蚀合金复合弯管的技术要求和质量保证要求。该标准适用于采用冶金结合方式（包括轧制复合、爆炸复合、堆焊复合等工艺）制备的耐蚀合金覆层与碳钢或合金钢基材组成的复合弯管产品，涵盖了对原材料（母管和覆层材料）、弯曲成形工艺、热处理、精整加工、检验与试验、标记、包装和文件交付的全过程技术要求。标准所适用的复合弯管公称尺寸和压力等级范围与常用的管道系统设计规范相适应，覆盖了广泛应用于海洋和陆地油气集输工程的主要规格系列。3.2原材料要求标准对复合弯管所用原材料提出了明确要求。基管方面，要求采用符合相应碳钢或合金钢管道标准的无缝管或焊接管，并对其化学成分、力学性能、韧性指标以及尺寸偏差等技术要求进行了规定。覆层材料方面，标准给出了常用的耐蚀合金类型及其对应的材料牌号，包括奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金等，并对覆层材料的耐蚀性能、力学性能和化学成分配比提出了具体指标。3.3制造工艺要求复合弯管的弯曲成形通常采用感应加热弯曲工艺。标准对该工艺的关键参数控制提出了要求，包括加热温度范围、加热区宽度、推进速度、弯曲半径偏差、截面椭圆度控制等。标准特别强调了对覆层厚度减薄的控制要求，即弯曲段外侧覆层在弯曲拉伸作用下发生减薄后，最小覆层厚度不得低于设计规定值。同时对弯管弯曲段波纹度、起皱和表面缺陷的控制提出了质量要求。3.4检验与试验要求标准建立了一套完整的检验与试验体系，包括化学成分分析、力学性能试验（拉伸、冲击、硬度等）、金相检验、晶间腐蚀试验、铁素体含量测定（针对双相不锈钢覆层）、界面结合质量检验（超声检测）、覆层厚度测量、尺寸检验、水压试验以及无损检测等内容。在无损检测方面，标准明确了弯管弯曲段和直管段所需进行的超声检测、射线检测和渗透检测方法及其合格级别。值得关注的是，标准对复合弯管界面结合质量的控制采用了多种互补的无损检测手段，以确保覆层与基材之间的冶金结合界面质量。3.5标记与文件交付标准对复合弯管的标记内容、标记方法和位置进行了规定，要求标记内容包含制造商名称或商标、标准编号、材料牌号、规格尺寸、熔炼炉号或批号等追溯性信息。在文件交付方面，标准要求制造商随产品提供质量证明书，内容包括原材料证明、制造工艺记录、热处理记录、检验试验结果等完整的质量追溯文件。四、主要参编单位介绍本标准的制定汇聚了全球多个国家和组织的技术力量，其中挪威船级社（DNV）作为国际知名的第三方检验认证机构和标准制定组织，在该标准的编制过程中发挥了至关重要的技术协调和组织推动作用。挪威船级社成立于1864年，总部位于挪威奥斯陆，是全球领先的风险管理和质量保证服务机构。DNV在油气行业的技术标准制定领域具有深厚积累，长期深度参与ISO/TC67（石油和天然气工业技术委员会）框架下多项国际标准的制修订工作，尤其在海底管道系统、材料选择和完整性管理等方面积累了丰富的工程实践经验和科研数据。在本标准编制过程中，DNV的技术专家承担了标准起草组的重要角色，主导了标准框架设计、关键工艺质量控制要求和检验验证方法等核心章节的起草工作。DNV结合其在全球范围内数百个海洋油气项目中积累的复合管道检验检测数据和失效分析案例，为标准中关键技术和质量指标的确定提供了科学依据。同时，来自中国石油集团石油管工程技术研究院等国内优势科研机构的技术专家也为本标准的编制贡献了中国方案。中国石油集团石油管工程技术研究院是中国惟一致力于石油管工程技术的综合性研究机构，在复合管材的成形工艺、性能评价和标准研究方面积累了大量的试验数据和研究成果，其参与为标准中复合弯管弯曲工艺控制和覆层性能评价指标的确定提供了重要的技术支撑。本标准各参编单位组成如下图所示：```mermaidflowchartTDA[ISO/TC67/SC2<br>管道输送系统分技术委员会]-->B[ISO24139-1标准起草工作组]B-->C[挪威船级社DNV<br>标准框架设计与核心章节起草]B-->D[中国石油集团石油管工程技术研究院<br>关键工艺与性能评价技术支撑]B-->E[其他参与国技术专家<br>英国/美国/法国/意大利/日本/韩国等]C-->F[全球复合管道检验检测数据<br>与失效分析案例支撑]D-->G[复合管材成形工艺研究<br>与试验数据支撑]F-->H[关键技术指标确定<br>覆层减薄控制·结合质量验收]G-->HH-->I[(ISO24139-1:2022<br>正式发布)]```五、标准实施的意义与影响5.1对行业技术进步的推动作用ISO24139-1:2022的发布实施，为全球复合弯管制造企业提供了统一的技术准绳。在此之前，各制造企业执行内部规范，产品技术指标和质量水平参差不齐。标准的实施将促使制造企业系统梳理和优化生产工艺，提升质量控制水平，推动行业整体技术能力的提高。同时，标准对无损检测和试验验证的系统性要求也促进了相关检验检测技术的发展和检测装备的升级。5.2对国际贸易的促进作用统一国际标准的建立降低了国际贸易中的技术壁垒。采购方可以依据ISO24139-1对全球范围内供应商的产品质量进行公平比较，减少了因技术标准差异引发的争议。对于制造企业而言，一次认证即可满足多个国家和地区的市场需求，大大降低了重复认证的成本和时间。特别是在"一带一路"沿线国家的基础设施建设和能源合作项目中，该标准为中国复合弯管产品走向国际市场创造了更加便利的条件。5.3对我国标准国际化的启示本标准是中国专家深度参与国际标准制定的又一成功实践。通过实质性参与国际标准编制，我国相关科研机构和企业得以将国内复合弯管技术研究和工程应用的经验成果融入国际标准体系，提升了中国在油气装备国际标准化领域的话语权。同时，对标ISO24139-1，我国相关的国家标准和行业标准也需加快修订完善，实现国内标准与国际标准在关键技术指标上的协调一致，为国内企业参与国际竞争提供支撑。六、结论与展望ISO24139-1:2022的发布是国际油气管道标准化进程中的一个重要里程碑。该标准以系统性、科学性和可操作性为原则，构建了覆盖复合弯管全生命周期的技术要求和质量保证框架，为全球复合弯管产品提供了统一的评价准则。展望未来，随着ISO24139标准体系后续部分的陆续制定，复合管件和配件的标准化体系将进一步健全和完善。同时，随着深海油气开发向更深水域和更苛刻介质条件延伸，对复合管道产品的性能要求将持续提升，标准的持续修订和更新势在必行。从国内视角出发，标准化主管部门和行业企事业单位应高度关注ISO24139标准的实施动态和技术发展趋向，加快推动该国际标准向国内标准的转化工作，同步完善我国的复合管产品标准体系。建议相关制造企业对照国际标准要求，提前开展差距分析和技术升级规划，并在新产品研发和工艺优化中充分吸收采纳国际先进技术指标，不断提升产品质量和国际竞争力，在全球复合管市场中占据更加有利的位置。面对全球能源转型和"双碳"战略的深入推进，复合管道技术作为油气行业降本增效和环境友好型发展的重要技术支撑，其标准化工作将持续发挥基础性、战略性和引领性作用。参考文献[1]ISO24139-1:2022,Petroleumandnaturalgasindustries—Corrosionresistantalloycladbendsandfittingsforpipelinetransportationsystem—Part1:Cladbends[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2022.[2]ISO/TC67/SC2,Materials,equipmentandoffshorestructuresforpetroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries[S].