304不锈钢方管生产厂家

1、前言

上世纪70年代，在欧洲的一些天然气井中，为防止CO2腐蚀，采用9%Cr和13Cr%不锈钢制作油井管；美国的油气井也采用这种高铬不锈钢的油井管；后来，在API 5CT标准1988版中，补充了耐腐蚀油井管钢种，如C-75钢级增加了9Cr和13Cr两个马氏体不锈钢钢种；C-90增加了两个钢种。

上世纪90年代初，随着天津大无缝全流程项目（电炉+连轧管+热处理+螺纹加工）建成投产和宝钢140机组品种的开发，油井管的生产得到了快速的发展，不断地满足了国内油田开发的需要。 90年代后期，随着我国油气资源向着深井、复杂的地质条件区域开发，油田向油井管生产企业提出了抗二氧化碳用的13Cr不锈钢管需要，值此，也拉开了我国油气用不锈钢管开发的序幕。

2、我国油气井用管发展简况

2.1 中国油气井管发展历程

中国油气井管生产有60多年的历史。新中国建立以来，从1954年鞍钢生产的 根无缝油管至今，中国油井管发展大致分为四个阶段。

阶段为1954 -- 1985年

鞍钢、包钢和成都无缝钢管厂相继生产油井管。生产初期，鞍钢的油管产品按照鞍标和冶标（与原苏联标准等效）交货。上世纪70年代原冶金部参照API标准，制定并颁布了“石油套管”部颁标准YB690-1970和“石油对焊钻杆、钻铤、方钻杆管材”部颁标准YB691-1970。成都无缝钢管厂和包钢参照上述标准生产套管和对焊钻杆（包钢只生产套管）。80年开始鞍钢、包钢和成都无缝钢管厂开始按照API标准试制和批量生产油井管。在这一阶段，上述三个厂为大庆、胜利、大港及四川等油田开发的油井管产品主要是DZ40、DZ50和DZ55等低钢级产品（碳锰钢，包钢的钢种里加入了量的铌和稀土）。尽管是油井管的低端产品，但由于当时的冶炼、轧制、热处理和管加工装备水平较低，产品表面质量、尺寸精度和螺纹加工质量等都难以满足油田要求。

第二阶段为1986年-- 1991年

宝钢从国外引进的Φ140mm全浮动芯棒连轧机组建成投产（可生产油管和5 1/2〞套管），使国内油井管生产的装备水平有了突破性的进展，但由于受机组的规格所限，仅能为油田提供少部分规格和品种。从1986年1月起，原冶金部正式宣布废除YB690-1970和YB691-1970等标准，一律改用等同API标准的YB/T和GB3303-1982系列标准生产油井管。1990年4月，成都无缝钢管厂在国内 个通过美国石油学会颁发的API 5CT 5B、5D（7）会标许可证。但由于国内钢管企业的整体水平仍较低，不能满足油气行业快速发展的需要，至1991年中国油井管产量仅13.67万吨，国产化率仅13.54%。产品主要采用以碳锰钢生产的J55钢级的油套管，N80钢级的油套管还处在研制阶段。

第三阶段1992年-2012年

随着中国经济步入高速发展的快车道，对石油需求不断增加，推动了石油工业的快速发展，同时也拉动了油井管等能源用管需求的快速增长。另外，天津钢管公司（天管集团前身）从国外引进的Φ250MPM机组的建成投产（现代化的全流程专业化油井管生产企业），一举改变了中国油井管生产装备及工艺的落后局面。之后又建成三条PQF三辊式高精度连轧管机组，这种机型代表了当今世界无缝钢管轧制技术的 水平。这期间国内一些企业（包括宝钢、成都无缝、衡阳钢管、包钢、西姆莱斯、安徽天大等）陆续投资新建了一批现代化的轧机并改造或新建了热处理线和管加工线，使中国油井管整体制造水平有了大幅度提高，油井管产量迅速增长。

在这一阶段，中国油井管无论在产量、质量和品种上，都基本满足了国内油田用管的需求，还大量出口到国外。2004年，中国油井管进口量为32.20万吨，出口量为33.23万吨，实现了油井管的净出口。2008年中国油井管产量达到了630万吨，出口333万吨，进口24.57万吨，净进口308万吨，国产化率达到95.5%。

第四阶段2013年及以后

随着中国经济步入中高速发展，和非石化能源快速发展以及中国油气行业开发增长呈下降趋势（油气用管表观消费已达到峰值），其中石油开采呈现下降的趋势（石油资源枯竭），石油管材的需求量不断下降。未来中国油气工业的发展是向着页岩气、煤层气、海洋油气（包括可燃冰）等资源开发。

金属材料的性能

金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。

3.1机械性能

（一）应力的概念,物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。

（二）机械性能,金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项：

3.1.1.强度

这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的 能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有：

（1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的 应力，一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中 点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa。

（2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用σ0.2表示。屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs/σb）要小，以提高其可靠性，不过此时材料的利用率也较低了。

（3）弹性极限：材料在外力作用下将产生变形，但是去除外力后仍能恢复原状的能力称为弹性。金属材料能保持弹性变形的 应力即为弹性极限，相应于拉伸试验曲线图中的e点，以σe表示，单位为兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe为保持弹性时的 外力（或者说材料 弹性变形时的载荷）。

（4）弹性模数：这是材料在弹性极限范围内的应力σ与应变δ（与应力相对应的单位变形量）之比，用E表示，单位兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角。弹性模数是反映金属材料刚性的指标（金属材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚性）。

3.1.2.塑性,

金属材料在外力作用下产生 变形而不破坏的 能力称为塑性，通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ（%）和试样断面收缩率ψ（%）延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x，这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差（增长量）与L0之比。在实际试验时，同一材料但是不同规格（直径、截面形状-例如方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的延伸率会有不同，因此一般需要特别加注，例如常用的圆截面试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延伸率表示为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延伸率则表示为δ10。断面收缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x，这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处小截面积F1之差（断面缩减量）与F0之比。实用中对于常用的圆截面试样通常可通过直径测量进行计算：ψ=[1-(D1/D0)2]x，式中：D0-试样原直径；D1-试样拉断后断口细颈处小直径。δ与ψ值越大，表明材料的塑性越好。