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。
電線套管:也是普通碳素鋼電焊鋼管,用在混凝土及各種結(jié)構(gòu)配電工程,常用的公稱直徑從13-76mm。電線套套管壁較薄,大多進(jìn)行涂層或鍍鋅后使用,要求進(jìn)行冷彎試驗(yàn)。
公制焊管:規(guī)格用無縫管形式,用外徑*壁厚毫米表示的焊接鋼管,用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼或普能低合金鋼的熱帶、冷帶焊接,或用熱帶焊接后再經(jīng)冷撥方法制成。
公制焊管分普能和薄壁、普通用作結(jié)構(gòu)件,如傳動軸,或輸送流體,薄壁用來生產(chǎn)家具、燈具等,要保證鋼管強(qiáng)度和彎曲試驗(yàn)。
托輥管:用于帶式輸送機(jī)托輥電焊鋼管,一般用Q215、Q235A、B鋼及20鋼制造,直徑63.5-219.0mm。對管彎曲度、端面要與中心線垂直、橢圓度有一定要求,一般進(jìn)行水壓和壓扁試驗(yàn)。
變壓器管:用于制造變壓器散熱管和其它熱交換器,采用普通碳素鋼制造,要求進(jìn)行壓扁、擴(kuò)口、彎曲、液壓試驗(yàn)。
鋼管以定尺或倍尺交貨,對鋼管彎曲度有一定要求。 異型管:由普通碳結(jié)結(jié)構(gòu)鋼及16Mn等鋼帶焊制的方形管、矩形管、帽形管、空膠鋼門窗用鋼管,主要用作農(nóng)機(jī)構(gòu)件、鋼窗門等。
電焊薄壁管:主要用來制作家具、玩具、燈具等。近年來不銹鋼帶制作的薄壁管應(yīng)用很廣,高級家具、裝飾、欄柵等。
螺旋焊管:是將低碳碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼帶按一定的螺旋線的角度(叫成型角)卷成管坯,然后將管縫焊接起來制成,它可以用較窄的帶鋼生產(chǎn)大直徑的鋼管。螺旋焊管主要用于石油、天然氣的輸送管線,其規(guī)格用外徑*壁厚表示。螺旋焊管有單面焊的和雙面焊的,焊管應(yīng)保證水壓試驗(yàn)、焊縫的抗拉強(qiáng)度和冷彎性能要符合規(guī)定。
8月2日,央行發(fā)布2013年第二季度中國錢銀方針履行陳述。陳述著重,將引導(dǎo)錢銀貸平穩(wěn)適度增加,嚴(yán)控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)的借款等。“央行清晰表明嚴(yán)控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)的借款,也即是說,作為高污染、產(chǎn)能嚴(yán)峻過剩的鋼管職業(yè)借款壓力大增,這一點(diǎn)在曾經(jīng)是從未有過的表象,而這一點(diǎn)無疑抓住了鋼管職業(yè)的 痛腳。”孟城祥說。邱躍成表明,行將出臺的方針辦法將愈加注重部分聯(lián)動,方針的針對性更強(qiáng),一環(huán)扣一環(huán)。如工部規(guī)范檢查《鋼管職業(yè)規(guī)范條件》,環(huán)保部將出臺《全國大氣污染防治計劃》等。
縱觀本年5月份 下達(dá)的告訴和行將出臺的《化解產(chǎn)能過剩計劃》,不只是著重篩選落后,一起也提出嚴(yán)控新增產(chǎn)能,其連貫性也顯示了政府對去產(chǎn)能化的力度之大。
此外,篩選落后產(chǎn)能的規(guī)范也能夠變成一個亮點(diǎn),“不再單純以設(shè)備的產(chǎn)能巨細(xì)作為篩選規(guī)范,而是愈加著重環(huán)保規(guī)范?!痹诓稍L中記者知道到,一些鋼管公司在方針等外界要素壓力下,會打著調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),吞并重組等旗幟,成果往往是把曾經(jīng)的小產(chǎn)能變成了大產(chǎn)能。篩選規(guī)范的更新改進(jìn),或能對遏止產(chǎn)能增加起到非常好地作用。
辦法見效需政企聯(lián)動
“產(chǎn)能過剩之所以變成一個難解之題,與 方針在當(dāng)?shù)芈男羞^程中終究能有幾許履行有很大聯(lián)系。”趙立江在談及有關(guān)方針的履行狀況時說。行將出臺的方針辦法能否有用,“嚴(yán)格執(zhí)法”是關(guān)鍵字。當(dāng)?shù)乇Wo(hù)性方針的存在會使履行力度大打折扣。因而,有必要避免銀職業(yè)嚴(yán)控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)借款的一起,當(dāng)?shù)卣疄榱藬?shù)據(jù)報表的美觀,想方設(shè)法向當(dāng)?shù)劁撈筝斞硐蟮陌l(fā)作。當(dāng)然在退出機(jī)制疑問上,當(dāng)?shù)卣矐?yīng)承擔(dān)起兜底職責(zé),應(yīng)對鋼企破產(chǎn)帶來的工作艱難等沖擊。
從公司的視點(diǎn)來看,中國鋼管產(chǎn)能過剩發(fā)作的深層次原因是連續(xù)了以往的粗豪式開展方法,還停留在“向規(guī)劃要效益”的簡略思想之中。因而,鋼企要調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu),才干完成真實(shí)的去產(chǎn)能化。不只需求加大篩選落后產(chǎn)能力度,一起還要加大對鋼管技能的研制和工業(yè)晉級力度,進(jìn)步中國鋼管工業(yè)的全體技能實(shí)力。前車之鑒,值得注意,在調(diào)整存量產(chǎn)能的一起,要愈加注重怎么有序組織新增產(chǎn)能。一起,政府要引導(dǎo)公司進(jìn)行技能創(chuàng)新,按捺公司落后產(chǎn)。
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