無(wú)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(wèn)題的日益嚴(yán)重，抗硫無(wú)縫管線管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好壞是關(guān)鍵。探討了影響抗氫致裂紋（HIC）性能的介質(zhì)與材料因素，認(rèn)為Cu、Ni的加入可以提高無(wú)縫管線管材料的HIC性能，降低鋼中的S含量，經(jīng)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(fù)雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來(lái)越多，硫化氫腐蝕問(wèn)題非常尖銳。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)抗硫無(wú)縫管線管的需求不斷增加。無(wú)縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣，是采用無(wú)縫管生產(chǎn)方式制造的沒有焊縫的鋼管。本文擬對(duì)抗硫無(wú)縫管線管的研制作一討論。

1 試驗(yàn)方法
        根據(jù)ISO3183標(biāo)準(zhǔn)，采用浸入法，在實(shí)驗(yàn)室冶煉7爐1 t鋼錠，經(jīng)過(guò)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算3個(gè)參量（裂紋長(zhǎng)度率CLR、裂紋厚度率CTR、開裂敏感率CSR），以此來(lái)比較抗氫致裂紋（HIC）敏感性。

2 影響HIC性能的因素

2.1 介質(zhì)因素

1） pH值。大量的研究結(jié)果表明，在pH為1～6的范圍內(nèi)，氫鼓泡的敏感性隨pH的增加而降低，當(dāng)pH＞6時(shí)，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(nèi)，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(shí)CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時(shí)，升溫使腐蝕反應(yīng)及氫擴(kuò)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(shí)間。試驗(yàn)采用96 h作為對(duì)比，一般情況下隨試驗(yàn)時(shí)間的增加，腐蝕程度趨向嚴(yán)重。

2.2 材料因素

2.2.1 化學(xué)成分的影響
在實(shí)驗(yàn)室冶煉了一輪根據(jù)不同級(jí)別設(shè)計(jì)的鋼種，具體成分見表1，并對(duì)其進(jìn)行HIC浸泡試驗(yàn)。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(biāo)結(jié)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(chǎn)物在鋼的表面形成了保護(hù)膜，抑制了表面的腐蝕反應(yīng)，從而降低氫的逸出，減少了氫從環(huán)境中進(jìn)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(jié)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(chǎn)生效果。

任何破壞由軋輥、頂頭、導(dǎo)板三者形成的變形區(qū)幾何形狀正確性的因素，都將使毛管壁厚不均加劇。 

（1）頂頭。①頂頭的形狀設(shè)計(jì)，理想的頂頭輾軋錐應(yīng)與軋輥出口錐平行，如果按照傳統(tǒng)的馬特維也夫公式設(shè)計(jì)頂頭，其頂頭的輾軋錐與軋輥的出口錐是不平行的，金屬在這樣一個(gè)逐漸擴(kuò)大的間隙內(nèi)變形，勢(shì)必造成管壁輾軋不充分而導(dǎo)致毛管壁厚不均，而且，隨送進(jìn)角的增大毛管壁厚不均更加嚴(yán)重；②由于頂桿的剛度不夠，在穿孔過(guò)程中產(chǎn)生彎曲，使頂頭不能保持對(duì)中位置，從而使穿出的毛管壁厚不均；③頂頭的不均勻磨損或損壞。 

（2）導(dǎo)板。①導(dǎo)板距過(guò)大，在穿孔過(guò)程中是依靠導(dǎo)板的限制作用來(lái)保持穿孔中心線的，導(dǎo)板距大，頂頭在上下位置變化大，使頂頭不穩(wěn)定，導(dǎo)致毛管壁厚不均。②上、下導(dǎo)板的不均勻磨損也會(huì)加劇壁厚不均程度。 

（3）軋輥。①軋輥中心線偏斜：在生產(chǎn)過(guò)程中，由于穿孔機(jī)兩側(cè)壓下螺絲安裝不正確，或由于螺紋和軸承磨損而使兩輥間軸向發(fā)生水平偏斜，兩個(gè)軋輥的送進(jìn)角不一致使變形區(qū)發(fā)生畸變而導(dǎo)致壁厚不均。②大送進(jìn)角下導(dǎo)致頂頭與軋輥的輾軋錐更不平行。③軋輥轉(zhuǎn)速不當(dāng)也會(huì)影響壁厚精度。 

（4）管坯的定心和加熱。定心孔偏心和加熱不均勻（陰陽(yáng)面）都將造成壁厚不均。 

（5）穿孔機(jī)的剛度、結(jié)構(gòu)和調(diào)整。穿孔機(jī)的機(jī)身剛度不夠，其上的鎖緊機(jī)構(gòu)不可靠；頂桿的定心裝置調(diào)整不準(zhǔn)確，運(yùn)行不可靠和距離機(jī)身較遠(yuǎn)；軋制中心線的調(diào)整，一般采用低于軋機(jī)中線，其目的是提高軋件的穩(wěn)定性，若調(diào)整過(guò)大，因軋制線下移后，變形區(qū)內(nèi)工具之間的相對(duì)關(guān)系發(fā)生了非對(duì)稱變化，也會(huì)影響毛管的壁厚不均。