無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣。隨著硫化氫腐蝕問題的日益嚴(yán)重，抗硫無縫管線管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好壞是關(guān)鍵。探討了影響抗氫致裂紋（HIC）性能的介質(zhì)與材料因素，認(rèn)為Cu、Ni的加入可以提高無縫管線管材料的HIC性能，降低鋼中的S含量，經(jīng)噴硅鈣粉處理還可降低氫鼓泡的敏感性。
隨著石油和天然氣開采的日益深入，開采條件復(fù)雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來越多，硫化氫腐蝕問題非常尖銳。近年來，國內(nèi)外對抗硫無縫管線管的需求不斷增加。無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣，是采用無縫管生產(chǎn)方式制造的沒有焊縫的鋼管。本文擬對抗硫無縫管線管的研制作一討論。
1 試驗(yàn)方法
根據(jù)ISO3183標(biāo)準(zhǔn)，采用浸入法，在實(shí)驗(yàn)室冶煉7爐1 t鋼錠，經(jīng)過鍛造、穿孔、頂管及張減制造成管，在鋼管上截取20 mm×100 mm×5 mm板厚或管厚試樣，將其浸入按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定配置的溶液中，96 h后取出并垂直軋向取截面，用金相法計算3個參量（裂紋長度率CLR、裂紋厚度率CTR、開裂敏感率CSR），以此來比較抗氫致裂紋（HIC）敏感性。
2 影響HIC性能的因素
2.1 介質(zhì)因素
1） pH值。大量的研究結(jié)果表明，在pH為1～6的范圍內(nèi)，氫鼓泡的敏感性隨pH的增加而降低，當(dāng)pH＞6時，則不發(fā)生氫鼓泡［1］。
2） H2S濃度。硫化氫的濃度愈高，則氫鼓泡的敏感性愈大。
3） 氯離子。在pH 值為3.5～4.5 的范圍內(nèi)，Cl-的存在，使腐蝕速度增加，氫鼓泡的敏感性增加。
4） 溫度。25℃時CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時，升溫使腐蝕反應(yīng)及氫擴(kuò)散速度加快，從而氫鼓泡的敏感性增加。而高于25℃以后，由于H2S濃度的下降，反而使氫鼓泡的敏感性下降。
5） 時間。試驗(yàn)采用96 h作為對比，一般情況下隨試驗(yàn)時間的增加，腐蝕程度趨向嚴(yán)重。
2.2 材料因素
2.2.1 化學(xué)成分的影響
在實(shí)驗(yàn)室冶煉了一輪根據(jù)不同級別設(shè)計的鋼種，具體成分見表1，并對其進(jìn)行HIC浸泡試驗(yàn)。從浸泡后的試樣表面觀察，B2、B6、B7的鼓泡面積明顯多于B9、B10，裂紋敏感性指標(biāo)結(jié)果見表2。從表2 可看出，B2、B6、B7 的抗HIC 性能明顯劣于B9、B10。表1 中B2、B6、B7 鋼種不含Cu、Ni，而B9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見，Cu、Ni 的加入，使腐蝕產(chǎn)物在鋼的表面形成了保護(hù)膜，抑制了表面的腐蝕反應(yīng)，從而降低氫的逸出，減少了氫從環(huán)境中進(jìn)入鋼的基體，降低氫鼓泡敏感性，增加了抗HIC 的性能，這與Oriani 的研究結(jié)果［2］ 非常吻合，而且Oriani 還指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能產(chǎn)生效果。
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16Mn是一種材質(zhì)，一種含有結(jié)構(gòu)鋼比較少的鋼材，主要用在管道建設(shè)和各種施工中，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)橛兄容^穩(wěn)定的特征和比較穩(wěn)定的化學(xué)性能被人們廣泛的運(yùn)用，用在各種行業(yè)之中。因此16mn無縫鋼管是無縫鋼管行業(yè)中比較得力的一種，現(xiàn)在廠家眾多，只是聊城的16mn無縫鋼管生產(chǎn)廠家就不計其數(shù)!下面我們來了解一下16mn無縫鋼管的化學(xué)成分和性質(zhì)。
16mn無縫鋼管是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 ,含碳量為0.1%-0.25%,加入主要合金元素錳、硅、釩、鈮和鈦 等;它的含合金總量<3%。按強(qiáng)度分為300、350、400和450MPa等4個級別。主要有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。：“Q”是屈服的“屈”字的漢語拼音大寫字頭，其后數(shù)字為該牌號小屈服點(diǎn)(σs)值，其后的符號是按照該鋼雜質(zhì)元素(硫、磷)含量由高到低并伴隨碳、錳元素的變化而分為A、B、C、D四等。其中A、B級鋼通常稱 16Mn無縫鋼管的化學(xué)成分：C：0.12~0.20; Mn:1.20~1.60; Si:0.20~0.55; 抗拉強(qiáng)度：470~660牛/平方毫米; 屈服強(qiáng)度：275~345牛/平方毫米; 伸長率：21%。
16Mn無縫鋼管熱軋或正火
16Mn無縫鋼管和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材，交貨狀態(tài)分：熱軋或正火，屬低合金鋼，含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似，抗拉強(qiáng)度為(450-655)稍強(qiáng)，伸長率為19-21%，比20G的大于24%差。Q345R工藝參考標(biāo)準(zhǔn)GB713-2008。
16Mn無縫鋼管是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材，熱軋或正火。屬低合金鋼，含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似，抗拉強(qiáng)度為(450-655)稍強(qiáng)，伸長率為19-21%，比20G的大于24%差。16Mn無縫鋼管是屈服強(qiáng)度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。磷、硫含量略低于普16Mn鋼，除抗拉強(qiáng)度、延伸率要求比普通16Mn鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途廣、用量的壓力窗口專用鋼板。
16Mn無縫鋼管化學(xué)性能穩(wěn)定，基本上有所有的無縫鋼管所含的各項(xiàng)金屬元素，是一種比較優(yōu)良的鋼材。
