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產(chǎn)品詳細介紹
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 試驗方法
根據(jù)ISO3183標準，采用浸入法，在實驗室冶煉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，將其浸入按標準規(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。試驗采用96 h作為對比，一般情況下隨試驗時間的增加，腐蝕程度趨向嚴重。
2.2 材料因素
2.2.1 化學成分的影響
在實驗室冶煉了一輪根據(jù)不同級別設(shè)計的鋼種，具體成分見表1，并對其進行HIC浸泡試驗。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。
①熱軋無縫鋼管主要生產(chǎn)工序（△主要檢驗工序）：
管坯準備及檢查△→管坯加熱→穿孔→軋管→鋼管再加熱→定（減）徑→熱處理△→成品管矯直→精整→檢驗△(無損、理化、臺檢) →入庫
②冷軋（拔）無縫鋼管主要生產(chǎn)工序：
坯料準備→酸洗潤滑→冷軋（拔）→熱處理→矯直→精整→檢驗
一般的無縫鋼管的生產(chǎn)工藝可以分為冷拔與熱軋兩種，冷軋無縫鋼管的生產(chǎn)流程一般要比熱軋要復雜，管坯首先要進行三輥連軋，擠壓后要進行定徑測試，如果表面沒有響應(yīng)裂紋后圓管要經(jīng)過割機進行切割，切割成長度約一米的坯料。然后進入退火流程，退火要用酸性液體進行酸洗，酸洗時要注意表面是否有大量的起泡產(chǎn)生，如果有大量的起泡產(chǎn)生說明鋼管的質(zhì)量達不到相應(yīng)的標準。外觀上冷軋無縫鋼管要短于熱軋無縫鋼管，冷軋無縫鋼管的壁厚一般比熱軋無縫鋼管要小，但是表面看起來比厚壁無縫鋼管更加明亮，表面沒有太多的粗糙，口徑也沒有太多的毛刺。
熱軋無縫鋼管的交貨狀態(tài)一般是熱軋狀態(tài)經(jīng)過熱處理后進行交貨。熱軋無縫鋼管在經(jīng)過質(zhì)檢后要經(jīng)過工作人員的嚴格的手工挑選，在質(zhì)檢后要進行表面涂油，然后緊接著是多次的冷拔實驗，熱軋?zhí)幚砗笠M行穿孔的實驗，如果穿孔擴徑過大就要進行矯直矯正。在矯直后再由傳送裝置傳送到探傷機進行探傷實驗， 貼上標簽、進行規(guī)格編排后放置到到倉庫當中。
圓管坯→加熱→穿孔→三輥斜軋、連軋或擠壓→脫管→定徑（或減徑）→冷卻→矯直→水壓試驗（或探傷）→標記→入庫 無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管的規(guī)格用外徑*壁厚毫米數(shù)表示。
熱軋無縫管外徑一般大于32mm，壁厚2.5-200mm，冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋尺寸精度高。
一般用無縫鋼管是用10、20、30、35、45等優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件，如汽車、拖拉機的受力零件。一般用無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨；冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。
熱軋，顧名思義，軋件的溫度高，因此變形抗力小，可以實現(xiàn)大的變形量。以鋼板的軋制為例，一般連鑄坯厚度在230mm左右，而經(jīng)過粗軋和精軋，終厚度為1~20mm。同時，由于鋼板的寬厚比小，尺寸精度要求相對低，不容易出現(xiàn)板形問題，以控制凸度為主。對于組織有要求的，一般通過控軋控冷來實現(xiàn)，即控制精軋的開軋溫度、終軋溫度.圓管坯→加熱→穿孔→打頭→退火→酸洗→涂油（鍍銅）→多道次冷拔（冷軋）→坯管→熱處理→矯直→水壓試驗（探傷）→標記→入庫。
根據(jù)對自動軋管機軋后鋼管的解剖分析，認為穿孔毛管經(jīng)自動軋管機軋制后，鋼管縱橫向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征，即軋后鋼管仍具有螺旋狀的壁厚不均，而且橫向壁厚不均顯著增大。自動軋管機產(chǎn)生壁厚不均的原因是：①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和嚴重程度，直接影響軋后鋼管壁厚不均的存在形式和嚴重程度。②在自動軋管機上軋管時，因頂桿彎曲，使頂頭位置偏離孔型中心而導致壁厚不均，其管中和管頭各橫截面上的壁厚和小壁厚位置幾乎固定不變；而管尾到管頭壁厚不均程度則逐漸增大，因此，減小頂桿殘余彎曲度，降低軋管時頂桿的軸向力，對減小壁厚不均程度有顯著作用。③減壁量越大，荒管壁厚不均越嚴重，減壁量較小時，自動軋管機有減小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型調(diào)整不正確，當輥縫不平行時，會使荒管的壁厚不均加劇。
包鋼無縫鋼管廠對Φ400mm自動軋管機組，穿孔、二次穿孔（延伸）、自動軋管和均整4個軋制過程的荒管實測壁厚數(shù)據(jù)進行了傅立葉變換，得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因，并以此為基礎(chǔ)提出了改善鋼管壁厚不均的途徑：①二次穿孔（延伸）后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管，因此改善二次穿孔（延伸）是改善成品管壁厚精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要措施是改進工具設(shè)計，提高頂桿和頂頭在旋轉(zhuǎn)過程中與軋制線的同心度。②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要環(huán)節(jié)，主要措施是提高管坯的加熱均勻性，提高定心孔的精度，加長頂頭均整帶的長度和反錐的長度，提高頂桿與頂頭在旋轉(zhuǎn)過程中與軋制線的同心度。③軋管時雖會產(chǎn)生嚴重的對稱性壁厚不均，但對減輕螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，軋管時應(yīng)軋制兩道，道次之間應(yīng)將荒管翻轉(zhuǎn)90°。④均整過程能基本上對稱性壁厚不均，但對螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，應(yīng)提高均整機的能力。⑤傅立葉變換是研究斜軋過程壁厚不均的有效手段，這一方法也可用于其他鋼管生產(chǎn)機組管體壁厚不均的研究。
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