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(yán)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(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)境的油氣井越來越多，硫化氫腐蝕問題非常尖銳。近年來，國內(nèi)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(chǎn)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(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(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，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CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時，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） 時間。試驗(yàn)采用96 h作為對比，一般情況下隨試驗(yàn)時間的增加，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)不同級別設(shè)計的鋼種，具體成分見表1，并對其進(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。

 什么是鋼管？

鋼管（Steel pipe）是用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機(jī)械零件和容器，也是一種經(jīng)濟(jì)鋼材。鋼管生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展開始于自行車制造業(yè)的興起、19世紀(jì)初期石油的開發(fā)、兩次世界大戰(zhàn)期間艦船、鍋爐、飛機(jī)的制造，第二次世界大戰(zhàn)后火電鍋爐的制造，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及石油天然氣的鉆采和運(yùn)輸?shù)?，都有力地推動著鋼管工業(yè)在品種、產(chǎn)量和質(zhì)量上的發(fā)展。鋼管按生產(chǎn)方法可分為兩大類：無縫鋼管和有縫鋼管，有縫鋼管分直縫鋼管和螺旋縫焊管兩種。

1  化學(xué)成分分析 

可以采用儀器分析法和化學(xué)分析法。用于化學(xué)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(xué)分析法和一起分析法。 

常用的化學(xué)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(nèi)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(zhì)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(diǎn)。 

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(diǎn)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(yīng)比較迅速，對鋼管內(nèi)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(xué)性能檢測 

常溫或者一定溫度下的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)（拉伸實(shí)驗(yàn)、韌性實(shí)驗(yàn)、硬度試驗(yàn)），液壓試驗(yàn)以及腐蝕試驗(yàn)（晶間腐蝕試驗(yàn)、抗氫開裂實(shí)驗(yàn)-HIC、抗硫化物應(yīng)力開裂實(shí)驗(yàn)-SSCC）。 

5  鋼管工藝性能試驗(yàn) 

包括壓扁實(shí)驗(yàn)、環(huán)拉實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)口和卷邊實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)。 

6  金相分析 

包括低倍和高倍檢查。 

7    石油專用管螺紋參數(shù)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