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無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣。隨著硫化氫腐蝕問題的日益嚴重，抗硫無縫管線管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好壞是關鍵。探討了影響抗氫致裂紋（HIC）性能的介質與材料因素，認為Cu、Ni的加入可以提高無縫管線管材料的HIC性能，降低鋼中的S含量，經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采的日益深入，開采條件復雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來越多，硫化氫腐蝕問題非常尖銳。近年來，國內外對抗硫無縫管線管的需求不斷增加。無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣，是采用無縫管生產方式制造的沒有焊縫的鋼管。本文擬對抗硫無縫管線管的研制作一討論。
1 試驗方法
根據ISO3183標準，采用浸入法，在實驗室冶煉7爐1 t鋼錠，經過鍛造、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，將其浸入按標準規(guī)定配置的溶液中，96 h后取出并垂直軋向取截面，用金相法計算3個參量（裂紋長度率CLR、裂紋厚度率CTR、開裂敏感率CSR），以此來比較抗氫致裂紋（HIC）敏感性。
2 影響HIC性能的因素
2.1 介質因素
1） pH值。大量的研究結果表明，在pH為1～6的范圍內，氫鼓泡的敏感性隨pH的增加而降低，當pH＞6時，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，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CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時，升溫使腐蝕反應及氫擴散速度加快，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） 時間。試驗采用96 h作為對比，一般情況下隨試驗時間的增加，腐蝕程度趨向嚴重。
2.2 材料因素
2.2.1 化學成分的影響
在實驗室冶煉了一輪根據不同級別設計的鋼種，具體成分見表1，并對其進行HIC浸泡試驗。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，裂紋敏感性指標結果見表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B9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見，Cu、Ni 的加入，使腐蝕產物在鋼的表面形成了保護膜，抑制了表面的腐蝕反應，從而降低氫的逸出，減少了氫從環(huán)境中進入鋼的基體，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才能產生效果。
無縫管的用途在無縫管的標準中有說明，明白無縫管標準也就明白無縫管的用途。
無縫管標準分類及用途概述：
1、結構用無縫管(GB/T8162-2008)是用于一般結構和機械結構的無縫管。
2、流體輸送用無縫管(GB/T8163-2008)是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫管。
3、低中壓鍋爐用無縫管(GB3087-2008)是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質碳素結構鋼熱軋和冷拔(軋)無縫管。
4、高壓鍋爐用無縫管(GB5310-2008)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫管。
5、化肥設備用高壓無縫管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優(yōu)質碳素結構鋼和合金鋼無縫管。
6、石油裂化用無縫管(GB9948-2006)是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫管。
7、地質鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。
8、金剛石巖芯鉆探用無縫管(GB3423-82)是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫管。
9、石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫管。鋼管分車絲和不車絲兩種，車絲管用接頭聯結，不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。
10、船舶用碳鋼無縫管(GB5312-85)
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中國船級社材料與焊接規(guī)范——中國船級社(CCS)
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挪威船級社(DNV)規(guī)范——挪威船級社(DNV)
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英國勞氏船級社(LR)規(guī)范——英國勞氏船級社(LR)
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德國勞埃德船級社(GL)規(guī)范——德國勞埃德船級社(GL)
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美國船級社(ABS)規(guī)范——美國船級社(ABS)
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法國船級社(BV)規(guī)范——法國船級社(BV)
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意大利船級社(RINA)規(guī)范——意大利船級社(RINA)
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日本船級社(NK)規(guī)范——日本船級社(NK)
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是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫管。碳素鋼無縫管管壁工作溫度不超過450℃，合金鋼無縫管管壁工作溫度超過450℃。
11、汽車半軸套管用無縫管(GB3088-82)是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫管。 12、柴油機用高壓油管(GB3093-86)是制造柴油機噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無縫管。 13、液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫管(GB8713-88)是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫管。 14、冷拔或冷軋精密無縫管(GB3639-83)是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫管。選用精密無縫管制造機械結構或液壓設備等，可以大大節(jié)約機械加工工時，提高材料利用率，同時有利于提高產品質量。 15、結構用不銹鋼無縫管(GB/T14975-2002)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫(yī)療、食品、機械等工業(yè)的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫管。 16、流體輸送用不銹鋼無縫管(GB/T14976-2002)是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴)和冷拔(軋)無縫管。 17、異型無縫管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫管(代號為D)、不等壁厚異型無縫管(代號為BD)、變直徑異型無縫管(代號為BJ)。異型無縫管廣泛用于各種結構件、工具和機械零部件。和圓管相比，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結構重量，節(jié)約鋼材。 18、低溫管道用無縫鋼管(GB/T18984-2003)是用于-45℃～-195℃級低溫壓力容器管道以及低溫熱交換器管道用無縫鋼管。 一般用無縫管是用10、20、30、35、45等優(yōu)質碳結鋼16Mn、5MnV等低合金結構鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的無縫管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件，如汽車、拖拉機的受力零件。 在上海浦營商貿經營無縫管的多年中，一般用無縫管要保證強度和壓扁試驗。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱以熱處理狀態(tài)交貨。低中壓鍋爐用無縫管：用于制造各種低中壓鍋爐、過熱蒸汽管、沸水管、水冷壁管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管等。 用優(yōu)質碳素結構鋼熱軋或冷軋(撥)無縫管。主要用10、20號鋼制造，除保證化學成分和機械性能外要做水壓試驗，卷邊、擴口、壓扁等試驗。熱軋以熱軋狀態(tài)交貨、冷軋(撥)以熱處理狀態(tài)交貨。
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1 化學成分分析
可以采用儀器分析法和化學分析法。用于化學分析的試樣分熔煉試樣、錠鉆屑試樣、管材試樣。熔煉試樣一般采用儀器分析法、管材成品試樣采用化學分析法和一起分析法。
常用的化學分析儀器主要是：紅外碳硫儀、直讀光譜儀、X射線熒光光譜儀等。
2 尺寸及外形檢測
檢查內容主要包括：壁厚、外徑、長度、彎曲度、橢圓度、端口坡度及鈍邊角度和異形鋼管橫截面形狀等。
3 表面質量檢測
人工肉眼檢查和無損探傷檢查。無損檢測的方法有很多，如：超聲波探傷、渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、電磁超聲波探傷和滲透探傷等。每種方法各有優(yōu)缺點。
適合檢測鋼管表面或者近表面：渦流探傷、磁粉探傷、漏磁探傷、滲透探傷。其中滲透探傷僅限于鋼管表面開口缺陷的檢查；磁粉探傷、漏磁探傷、渦流探傷僅僅限于鐵磁性材料檢查。渦流探傷對點狀缺陷比較敏感，其他探傷對裂紋敏感。而超聲波探傷對對鋼管表面檢測反應比較迅速，對鋼管內部定性分析尚存在一定的困難，并且超聲波檢查還受到鋼管的形狀和晶粒度的限制。
4 化學性能檢測
常溫或者一定溫度下的力學性能實驗（拉伸實驗、韌性實驗、硬度試驗），液壓試驗以及腐蝕試驗（晶間腐蝕試驗、抗氫開裂實驗-HIC、抗硫化物應力開裂實驗-SSCC）。
5 鋼管工藝性能試驗
包括壓扁實驗、環(huán)拉實驗、擴口和卷邊實驗、彎曲實驗。
6 金相分析
包括低倍和高倍檢查。
7 石油專用管螺紋參數檢測
包括接箍紋檢測、管體螺紋檢測以及管體與接箍擰緊后的檢測
