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更新时间：2024-11-09 01:12:50 浏览次数:2 公司名称：聊城 天祥钢管有限公司
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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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1 化学成分分析
可以采用仪器分析法和化学分析法。用于化学分析的试样分熔炼试样、锭钻屑试样、管材试样。熔炼试样一般采用仪器分析法、管材成品试样采用化学分析法和一起分析法。
常用的化学分析仪器主要是：红外碳硫仪、直读光谱仪、X射线荧光光谱仪等。
2 尺寸及外形检测
检查内容主要包括：壁厚、外径、长度、弯曲度、椭圆度、端口坡度及钝边角度和异形钢管横截面形状等。
3 表面质量检测
人工肉眼检查和无损探伤检查。无损检测的方法有很多，如：超声波探伤、涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、电磁超声波探伤和渗透探伤等。每种方法各有优缺点。
适合检测钢管表面或者近表面：涡流探伤、磁粉探伤、漏磁探伤、渗透探伤。其中渗透探伤仅限于钢管表面开口缺陷的检查；磁粉探伤、漏磁探伤、涡流探伤仅仅限于铁磁性材料检查。涡流探伤对点状缺陷比较敏感，其他探伤对裂纹敏感。而超声波探伤对对钢管表面检测反应比较迅速，对钢管内部定性分析尚存在一定的困难，并且超声波检查还受到钢管的形状和晶粒度的限制。
4 化学性能检测
常温或者一定温度下的力学性能实验（拉伸实验、韧性实验、硬度试验），液压试验以及腐蚀试验（晶间腐蚀试验、抗氢开裂实验-HIC、抗硫化物应力开裂实验-SSCC）。
5 钢管工艺性能试验
包括压扁实验、环拉实验、扩口和卷边实验、弯曲实验。
6 金相分析
包括低倍和高倍检查。
7 石油专用管螺纹参数检测
包括接箍纹检测、管体螺纹检测以及管体与接箍拧紧后的检测
