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產(chǎn)品詳細(xì)介紹
無(wú)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(wèn)題的日益嚴(yán)重，抗硫無(wú)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(wú)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(kāi)采的日益深入，開(kāi)采條件復(fù)雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來(lái)越多，硫化氫腐蝕問(wèn)題非常尖銳。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)抗硫無(wú)縫管線管的需求不斷增加。無(wú)縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣，是采用無(wú)縫管生產(chǎn)方式制造的沒(méi)有焊縫的鋼管。本文擬對(duì)抗硫無(wú)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(guò)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(jì)算3個(gè)參量（裂紋長(zhǎng)度率CLR、裂紋厚度率CTR、開(kāi)裂敏感率CSR），以此來(lái)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(shí)，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(shí)CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時(shí)，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(shí)間。試驗(yàn)采用96 h作為對(duì)比，一般情況下隨試驗(yàn)時(shí)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(jí)別設(shè)計(jì)的鋼種，具體成分見(jiàn)表1，并對(duì)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(jiàn)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B(niǎo)9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見(jiàn)，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。
①熱軋無(wú)縫鋼管主要生產(chǎn)工序（△主要檢驗(yàn)工序）：
管坯準(zhǔn)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(yàn)△(無(wú)損、理化、臺(tái)檢) →入庫(kù)
②冷軋（拔）無(wú)縫鋼管主要生產(chǎn)工序：
坯料準(zhǔn)備→酸洗潤(rùn)滑→冷軋（拔）→熱處理→矯直→精整→檢驗(yàn)
一般的無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)工藝可以分為冷拔與熱軋兩種，冷軋無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)流程一般要比熱軋要復(fù)雜，管坯首先要進(jìn)行三輥連軋，擠壓后要進(jìn)行定徑測(cè)試，如果表面沒(méi)有響應(yīng)裂紋后圓管要經(jīng)過(guò)割機(jī)進(jìn)行切割，切割成長(zhǎng)度約一米的坯料。然后進(jìn)入退火流程，退火要用酸性液體進(jìn)行酸洗，酸洗時(shí)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(shuō)明鋼管的質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。外觀上冷軋無(wú)縫鋼管要短于熱軋無(wú)縫鋼管，冷軋無(wú)縫鋼管的壁厚一般比熱軋無(wú)縫鋼管要小，但是表面看起來(lái)比厚壁無(wú)縫鋼管更加明亮，表面沒(méi)有太多的粗糙，口徑也沒(méi)有太多的毛刺。
熱軋無(wú)縫鋼管的交貨狀態(tài)一般是熱軋狀態(tài)經(jīng)過(guò)熱處理后進(jìn)行交貨。熱軋無(wú)縫鋼管在經(jīng)過(guò)質(zhì)檢后要經(jīng)過(guò)工作人員的嚴(yán)格的手工挑選，在質(zhì)檢后要進(jìn)行表面涂油，然后緊接著是多次的冷拔實(shí)驗(yàn)，熱軋?zhí)幚砗笠M(jìn)行穿孔的實(shí)驗(yàn)，如果穿孔擴(kuò)徑過(guò)大就要進(jìn)行矯直矯正。在矯直后再由傳送裝置傳送到探傷機(jī)進(jìn)行探傷實(shí)驗(yàn)， 貼上標(biāo)簽、進(jìn)行規(guī)格編排后放置到到倉(cāng)庫(kù)當(dāng)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(yàn)（或探傷）→標(biāo)記→入庫(kù) 無(wú)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(wú)縫鋼管的規(guī)格用外徑*壁厚毫米數(shù)表示。
熱軋無(wú)縫管外徑一般大于32mm，壁厚2.5-200mm，冷軋無(wú)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(wú)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(wú)縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無(wú)縫管用來(lái)制造機(jī)械零件，如汽車、拖拉機(jī)的受力零件。一般用無(wú)縫鋼管要保證強(qiáng)度和壓扁試驗(yàn)。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(shí)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(guò)粗軋和精軋，終厚度為1~20mm。同時(shí)，由于鋼板的寬厚比小，尺寸精度要求相對(duì)低，不容易出現(xiàn)板形問(wèn)題，以控制凸度為主。對(duì)于組織有要求的，一般通過(guò)控軋控冷來(lái)實(shí)現(xiàn)，即控制精軋的開(kāi)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(yàn)（探傷）→標(biāo)記→入庫(kù)。
根據(jù)對(duì)自動(dòng)軋管機(jī)軋后鋼管的解剖分析，認(rèn)為穿孔毛管經(jīng)自動(dòng)軋管機(jī)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(dòng)軋管機(jī)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(yán)重程度，直接影響軋后鋼管壁厚不均的存在形式和嚴(yán)重程度。②在自動(dòng)軋管機(jī)上軋管時(shí)，因頂桿彎曲，使頂頭位置偏離孔型中心而導(dǎo)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(shí)頂桿的軸向力，對(duì)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(yán)重，減壁量較小時(shí)，自動(dòng)軋管機(jī)有減小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型調(diào)整不正確，當(dāng)輥縫不平行時(shí)，會(huì)使荒管的壁厚不均加劇。
包鋼無(wú)縫鋼管廠對(duì)Φ400mm自動(dòng)軋管機(jī)組，穿孔、二次穿孔（延伸）、自動(dòng)軋管和均整4個(gè)軋制過(guò)程的荒管實(shí)測(cè)壁厚數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)工具設(shè)計(jì)，提高頂桿和頂頭在旋轉(zhuǎn)過(guò)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(zhǎng)頂頭均整帶的長(zhǎng)度和反錐的長(zhǎng)度，提高頂桿與頂頭在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與軋制線的同心度。③軋管時(shí)雖會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的對(duì)稱性壁厚不均，但對(duì)減輕螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，軋管時(shí)應(yīng)軋制兩道，道次之間應(yīng)將荒管翻轉(zhuǎn)90°。④均整過(guò)程能基本上對(duì)稱性壁厚不均，但對(duì)螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，應(yīng)提高均整機(jī)的能力。⑤傅立葉變換是研究斜軋過(guò)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(jī)組管體壁厚不均的研究。
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