生產方法 | 基 本 工 序 | ||
穿 孔 | 軋管 | ||
熱 軋 法 | 在自動軋管機組上 軋制 | 圓管坯在二輥式穿孔機 上穿孔 | 在帶回送輥的二輥式軋 管機上帶短頂頭軋制 |
在周期軋管機組上 軋制 | 圓鋼錠或管坯在二輥式 穿孔機上穿孔; 方形或多角形鋼錠在水 壓機上穿孔 | 在帶變斷面孔型的周期 軋管機上帶長芯棒軋制 | |
在連續式軋管機組 上軋制 | 圓管坯在三輥或二輥式 穿孔機上穿孔; 連鑄方坯或方鋼錠在二 輥式壓力穿孔機上穿孔 | 在7~9架連軋管機上長 芯棒軋制; 附帶張力減徑機 | |
在三輥軋管機組上 軋制 | 圓管坯在二輥式穿孔機 上穿孔; 連鑄坯在三輥式穿孔機 上穿孔 | 在三輥式斜軋機上帶長 芯棒軋制 | |
在延伸軋管機組上 軋制 | 在二輥式穿孔機上穿孔 | 在帶圓盤形拉力導輥的 二輥斜軋機上帶長芯棒 軋制 | |
在行星式軋管機組 上軋制 | 采用鑄造空心管坯 | 在行星式軋管機上軋制 |
生產方法 | 基 本 工 序 | ||
穿 孔 | 軋管 | ||
頂管法 | 在水壓機上沖成杯形毛 管 | 在頂管機上頂制 | |
擠壓法 | 管坯加熱后在擠壓機上 擠壓成型 | 可繼續軋制或拔制 | |
冷軋法 | 用熱軋管料在冷軋管機 上軋制 | ||
冷拔法 | 用熱軋或冷軋管料在冷 拔機上拔制 | ||
爐 焊 | 鏈式爐焊 | 加熱的管坯通過焊管模 成型 | 成型同時焊接 |
連續爐焊 | 加熱的管坯在輥式成型 焊接機上彎曲成型 | 成型同時焊接 | |
電 焊 | 電阻焊 | 在輥式成型機上連續彎 曲成型 | 在電阻焊管機上焊接 |
電弧焊 | 在壓力機上壓制成型或 在輥式彎曲機上卷曲成 型(直縫),在成型機上連 續彎曲成型(螺旋縫) | 在埋弧自動焊管機上焊 接 | |
電感焊 | 在輥式成型機上連續彎 曲成型 | 在電感焊管機上焊接 |
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、制造機械零件和容器,也是一種經濟鋼材。鋼管生產技術的發展開始于自行車制造業的興起、19世紀初期石油的開發、兩次世界大戰期間艦船、鍋爐、飛機的制造,第二次世界大戰后火電鍋爐的制造,化學工業的發展以及石油天然氣的鉆采和運輸等,都有力地推動著鋼管工業在品種、產量和質量上的發展。鋼管按生產方法可分為兩大類: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。
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。
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