流体钢管加工防腐无缝管超高质量15275866239
更新时间: 2024-11-18 23:42:41 浏览次数:3
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无缝管线管主要用于井口附近输送高压油气。随着硫化氢腐蚀问题的日益严重，抗硫无缝管线管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好坏是关键。探讨了影响抗氢致裂纹（HIC）性能的介质与材料因素，认为Cu、Ni的加入可以提高无缝管线管材料的HIC性能，降低钢中的S含量，经喷硅钙粉处理还可降低氢鼓泡的敏感性。
随着石油和天然气开采的日益深入，开采条件复杂且处于含硫环境的油气井越来越多，硫化氢腐蚀问题非常尖锐。近年来，国内外对抗硫无缝管线管的需求不断增加。无缝管线管主要用于井口附近输送高压油气，是采用无缝管生产方式制造的没有焊缝的钢管。本文拟对抗硫无缝管线管的研制作一讨论。
1 试验方法
根据ISO3183标准，采用浸入法，在实验室冶炼7炉1 t钢锭，经过锻造、穿孔、顶管及张减制造成管，在钢管上截取20 mm×100 mm×5 mm板厚或管厚试样，将其浸入按标准规定配置的溶液中，96 h后取出并垂直轧向取截面，用金相法计算3个参量（裂纹长度率CLR、裂纹厚度率CTR、开裂敏感率CSR），以此来比较抗氢致裂纹（HIC）敏感性。
2 影响HIC性能的因素
2.1 介质因素
1） pH值。大量的研究结果表明，在pH为1～6的范围内，氢鼓泡的敏感性随pH的增加而降低，当pH＞6时，则不发生氢鼓泡［1］。
2） H2S浓度。硫化氢的浓度愈高，则氢鼓泡的敏感性愈大。
3） 氯离子。在pH 值为3.5～4.5 的范围内，Cl-的存在，使腐蚀速度增加，氢鼓泡的敏感性增加。
4） 温度。25℃时CLR ，氢鼓泡的敏感性 于25℃时，升温使腐蚀反应及氢扩散速度加快，从而氢鼓泡的敏感性增加。而高于25℃以后，由于H2S浓度的下降，反而使氢鼓泡的敏感性下降。
5） 时间。试验采用96 h作为对比，一般情况下随试验时间的增加，腐蚀程度趋向严重。
2.2 材料因素
2.2.1 化学成分的影响
在实验室冶炼了一轮根据不同级别设计的钢种，具体成分见表1，并对其进行HIC浸泡试验。从浸泡后的试样表面观察，B2、B6、B7的鼓泡面积明显多于B9、B10，裂纹敏感性指标结果见表2。从表2 可看出，B2、B6、B7 的抗HIC 性能明显劣于B9、B10。表1 中B2、B6、B7 钢种不含Cu、Ni，而B9、B10 钢种则含有Cu、Ni。由此可见，Cu、Ni 的加入，使腐蚀产物在钢的表面形成了保护膜，抑制了表面的腐蚀反应，从而降低氢的逸出，减少了氢从环境中进入钢的基体，降低氢鼓泡敏感性，增加了抗HIC 的性能，这与Oriani 的研究结果［2］ 非常吻合，而且Oriani 还指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能产生效果。
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一般用无缝管是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。 一般用无缝管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热以热处理状态交货。低中压锅炉用无缝管：用于制造各种低中压锅炉、过热蒸汽管、沸水管、水冷壁管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管等。
中国无缝管网近期发表:用优质碳素结构钢热轧或冷轧（拨）无缝管。主要用10、20号钢制造，除保证化学成分和机械性能外要做水压试验，卷边、扩口、压扁等试验。热轧以热轧状态交货、冷轧（拨）以热处理状态交货。江阴鲁宝管业有限公司提供无缝管理论计重方式： 无缝管理论计算公式： (外径–壁厚 )×壁厚 ×0.02466= 无缝管每米的重量{公斤}
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尺寸
A、公称尺寸：是标准中规定的名义尺寸，是用户和生产企业希望得到的理想尺寸，也是合同中注明的订货尺寸。
B、实际尺寸：是生产过程中所得到的实际尺寸，该尺寸往往大于或小于公称尺寸。这种大于或小于公称尺寸的现象称为偏差。
C、米重：每米重量=0.02466*壁厚*（外径-壁厚）
偏差和公差
A、偏差：在生产过程中，由于实际尺寸难于达到公称尺寸要求，即往往大于或小于公称尺寸，所以标准中规定了实际尺寸与公称尺寸之间允许有一差值。差值为正值的叫正偏差，差值为负值的叫负偏差。
B、公差：标准中规定的正、负偏差值值之和叫做公差，亦叫"公差带"。
偏差是有方向性的，即以"正"或"负"表示；公差是没有方向性的，因此，把偏差值称为"正公差"或"负公差"的叫法是错误的。
交货长度
交货长度又称用户要求长度或合同长度。标准中对交货长度有以下几种规定：
A、通常长度（又称非定尺长度）：凡长度在标准规定的长度范围内而且无固定长度要求的，均称为通常长度。例如结构管标准规定：热轧（挤压、扩）钢管3000mm～12000mm；冷拔（轧）钢管2000mmm～10500mm。
B、定尺长度：定尺长度应在通常长度范围内，是合同中要求的某一固定长度尺寸。但实际操作中都切出定尺长度是不大可能的，因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。
以结构管标准为：
生产定尺长度管比通常长度管的成材率下降幅度较大，生产企业提出加价要求是合理的。加价幅度各企业不尽一致，一般为基价基础上加价10%左右。
C、倍尺长度：倍尺长度应在通常长度范围内，合同中应注明单倍尺长度及构成总长度的倍数（例如3000mm×3，即3000mm的3倍数，总长为9000mm）。实际操作中，应在总长度的基础上加上允许正偏差20mm，再加上每个单倍尺长度应留切口余量。以结构管为例，规定留切口余量：外径≤159mm为5～10mm；外径>159mm为10～15mm。
若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时，应由供需双方协商并在合同中注明。倍尺长度同定尺长度一样，会给生产企业带来成材率大幅度降低，因此生产企业提出加价是合理的，其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。
D、范围长度：范围长度在通常长度范围内，当用户要求其中某一固定范围长度时，需在合同中注明。
例如：通常长度为3000～12000mm，而范围定尺长度为6000～8000mm或8000～10000mm。
可见，范围长度比定尺和倍尺长度要求宽松，但比通常长度加严很多，也会给生产企业带来成材率的降低。因此生产企业提出加价是有道理的，其加价幅度一般在基价上加价4%左右。
壁厚不均
钢管壁厚不可能各处相同，在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象，即壁厚不均。为了控制这种不均匀性，在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标，一般规定不超过壁厚公差的80%（经供需双方协商后执行）。
椭圆度
在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象，即存在着不一定互相垂直的外径和小外径，则外径与小外径之差即为椭圆度（或不圆度）。为了控制椭圆度，有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标，一般规定为不超过外径公差的80%（经供需双方协商后执行）。
弯曲度
钢管在长度方向上呈曲线状，用数字表示出其曲线度即叫弯曲度。标准中规定的弯曲度一般分为如下两种：
A、局部弯曲度：用一米长直尺靠量在钢管的弯曲处，测其弦高（mm），即为局部弯曲度数值，其单位为mm/m，表示方法如2.5mm/m。此种方法也适用于管端部弯曲度。
B、全长总弯曲度：用一根细绳，从管的两端拉紧，测量钢管弯曲处弦高（mm），然后换算成长度（以米计）的百分数，即为钢管长度方向的全长弯曲度。
例如：钢管长度为8m，测得弦高30mm,则该管全长弯曲度应为：
0.03÷8m×=0.375%
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