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更新时间：2024-11-08 14:47:12 浏览次数:2 公司名称：聊城 天祥钢管有限公司
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天祥钢管有限公司优异的 山东青岛热镀锌方管产品和卓越服务受到广大用户的青睐与国内外广泛赞誉，成为值得尊敬和信赖的合作伙伴。始终坚持“诚信立业，追求卓越，合作共赢，共同发展”，竭诚欢迎各界朋友来厂参观指导，洽谈业务。我们愿与您携手共进，互惠双赢，共创未来！
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。
连铸圆管坯低倍组织主要由3个区组成：靠外表层的等轴细晶区、像树枝状的晶体组成的柱状晶区、中心是粗大的的等轴晶区
连铸圆坯的低倍组织缺陷对管坯的加工性能、力学性能和钢管质量产生很大的影响。常见的低倍组织缺陷有：管坯皮下气泡、疏松、缩孔、皮下裂纹、中心裂纹、组织偏析等。
管坯的皮下气泡：存在连铸坯表面的附近，形态为椭圆形。一般认为钢水脱氧不足是管坯皮下气泡产生的主要原因。一般需要对保护渣、铁合金、钢包、中间包进行烘烤、注流采用保护浇注。对于要求更高的钢种，还要采用炉外精炼的方法对钢水进行脱气。存在皮下气泡的连铸圆管坯，在加热炉加热时气泡内表面会被氧化，轧后无法焊合就会形成钢管表面缺陷。
管坯皮下裂纹：存在于连铸圆管坯的柱状晶区和表面细晶区过渡附近。距离管坯表面3～10 mm。只要此裂纹不贯通到外表面，就不会被氧化，在轧制压力的作用下会焊合。一般不会产生严重的表面质量。
中间裂纹和中心裂纹：存在于连铸圆坯的柱状晶区，一般来讲中间裂纹的方向和柱状晶的方向是一致的。有研究表明，连铸管坯的中间裂纹和中心裂纹是造成无缝钢管内折的主要原因。穿孔时，管坯在轧辊和导向工具所组成的椭圆孔型中受到反复拉压应力的作用，其中间裂纹或中心裂纹得到扩张或氧化，产生钢管内折。连铸圆坯的中心裂纹或者中间裂纹扩张以后而形成的钢管内折，一般较深，常常会造成钢管废品。
管坯的疏松与缩孔：存在于管坯中心部分的等轴晶区内。管坯疏松是因为铸坯在凝固过程中超前的晶粒作用，液态金属运动基于向凝固方向冷却产生收缩受到阻碍，或者由管坯液态部分下沉的晶粒妨碍铸坯的补缩形成。当疏松达到一定程度的时候，铸坯就会出现缩孔。其分布状态在管坯中不连续。分布密度比较均匀、弥散度较高的连铸管坯中心疏松，对斜轧穿孔过程不但没有危害，反而是有利的。北京科技大学朱景清教授通过实验已经证明该点。并且，在顶头鼻部前端有一个5 mm的金属带，此金属将开裂的管坯中心与顶头分开，从而避免了内折和裂纹的缺陷。
管坯的偏析：包括组织偏析、成分偏析和结晶区域偏析等。存在穿晶的连铸管坯必须报废，不允许投放轧管。
钢锭按钢水脱氧程度不同可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢3类。
沸腾钢是没有脱氧或没有充分脱氧的钢。这种钢液注入钢锭模后，随着温度的下降钢液中的碳和氧反应，排出大量一氧化碳气体，产生沸腾现象，所以叫沸腾钢。沸腾钢锭不产生集中的缩孔，所以钢锭的切头率比镇静钢约低5%～8%，但沸腾钢的偏析大，成分不均。
浇注前脱氧充分，浇注时钢液平静，没有沸腾的钢叫镇静钢。它的组织致密，强度高，偏析少且成分均匀。由于形成中心缩孔而增加了切头率，所以镇静钢的成本比沸腾钢高。对力学性能等各项指标要求较高的和有特殊要求的钢，都铸成镇静钢锭。
脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间，由于脱氧不完全，在浇注过程中仍有轻沸腾的钢，称为半镇静钢。它比镇静钢的中心缩孔小，切头率低；比沸腾钢的偏析少，力学性能好。
焊接钢管也称焊管，是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管生产工艺简单，生产效率高，品种规格多，设备资少，但一般强度低于无缝钢管。20世纪30年代以来，随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊缝质量不断提高，焊接钢管的品种规格日益增多，并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋缝焊管。
直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋缝焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~，而且生产速度较低。因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。
1 低压流体输送用焊接钢管也称一般焊管，俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管；接管端形式分为不带螺纹钢管（光管）和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径（mm）表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2 等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外，还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。
2 低压流体输送用镀锌焊接钢管也称镀锌电焊钢管，俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接（炉焊或电焊）钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管；接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径（mm）表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2 等。
3 普通碳素钢电线套管是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。
4 直缝电焊钢管是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
5 承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，用双面埋弧焊法焊接，用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强，焊接性能好，经过各种严格的科学检验和测试，使用可靠。钢管口径大，输送效率高，并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。
6 承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用高频搭接焊法焊接的，用于承压流体输送的螺旋缝高频焊钢管。钢管承压能力强，塑性好，便于焊接和加工成型；经过各种严格和科学检验和测试，使用可靠，钢管口径大，输送效率高，并可节省铺设管线的投资。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。
7 一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的用于水、煤气、空气和蒸汽等一般低压流体输送用埋弧焊钢管。
8 一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用高频搭接焊法焊接用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管。
9 桩用螺旋焊缝钢管是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，采用双面埋弧焊接或高频焊接制成的，用于土木建筑结构、码头、桥梁等基础桩用钢管。
