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根據(jù)對自動軋管機軋后鋼管的解剖分析，認(rèn)為穿孔毛管經(jīng)自動軋管機軋制后，鋼管縱橫向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征，即軋后鋼管仍具有螺旋狀的壁厚不均，而且橫向壁厚不均顯著增大。自動軋管機產(chǎn)生壁厚不均的原因是：①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和嚴(yán)重程度，直接影響軋后鋼管壁厚不均的存在形式和嚴(yán)重程度。②在自動軋管機上軋管時，因頂桿彎曲，使頂頭位置偏離孔型中心而導(dǎo)致壁厚不均，其管中和管頭各橫截面上的壁厚和小壁厚位置幾乎固定不變；而管尾到管頭壁厚不均程度則逐漸增大，因此，減小頂桿殘余彎曲度，降低軋管時頂桿的軸向力，對減小壁厚不均程度有顯著作用。③減壁量越大，荒管壁厚不均越嚴(yán)重，減壁量較小時，自動軋管機有減小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型調(diào)整不正確，當(dāng)輥縫不平行時，會使荒管的壁厚不均加劇。
包鋼無縫鋼管廠對Φ400mm自動軋管機組，穿孔、二次穿孔（延伸）、自動軋管和均整4個軋制過程的荒管實測壁厚數(shù)據(jù)進行了傅立葉變換，得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因，并以此為基礎(chǔ)提出了改善鋼管壁厚不均的途徑：①二次穿孔（延伸）后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管，因此改善二次穿孔（延伸）是改善成品管壁厚精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要措施是改進工具設(shè)計，提高頂桿和頂頭在旋轉(zhuǎn)過程中與軋制線的同心度。②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要環(huán)節(jié)，主要措施是提高管坯的加熱均勻性，提高定心孔的精度，加長頂頭均整帶的長度和反錐的長度，提高頂桿與頂頭在旋轉(zhuǎn)過程中與軋制線的同心度。③軋管時雖會產(chǎn)生嚴(yán)重的對稱性壁厚不均，但對減輕螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，軋管時應(yīng)軋制兩道，道次之間應(yīng)將荒管翻轉(zhuǎn)90°。④均整過程能基本上對稱性壁厚不均，但對螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，應(yīng)提高均整機的能力。⑤傅立葉變換是研究斜軋過程壁厚不均的有效手段，這一方法也可用于其他鋼管生產(chǎn)機組管體壁厚不均的研究。
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 試驗方法
根據(jù)ISO3183標(biāo)準(zhǔn)，采用浸入法，在實驗室冶煉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(yán)重。
2.2 材料因素
2.2.1 化學(xué)成分的影響
在實驗室冶煉了一輪根據(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(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。
| 產(chǎn)品名稱 | 現(xiàn)貨材質(zhì) | 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | 現(xiàn)貨規(guī)格 | 產(chǎn)品應(yīng)用 |
| 高壓化肥管 | 10 20 16Mn | GB6479-2000 | ∮8-1240*1-200 | 適用于工作溫度為-40--400℃工作壓力為10-32Mpa的化工設(shè)備及管道 |
| 輸送流體管 | 10#、20# ASTM A106A,B,C、A53A,B 16Mn<Q345A.B.C.D.E> | GB/T8163-2008 ASTM A106 ASTM A53 | ∮8-1240*1-200 | 適用于輸送流體的一般無縫鋼管 |
| 一般結(jié)構(gòu)管 | 10#、20#、45#、27SiMn ASTM A53A,B 16Mn<Q345A,B,C,D,E> | GB/T8162-2008 GB/T17396-2009 ASTM A53 | ∮8-1240*1-200 | 適用于一般結(jié)構(gòu)，工程支架、機械加工等 |
| 石油套管 | J55、K55、N80、L80 C90、C95、P110 | API SPEC 5CT ISO11960 | ∮60.23-508.00 *4.24-16.13 | 油管用于油井中抽取石油或天然氣套管用作油氣井的井壁 |
①FRP管在施工前，應(yīng)對外觀和尺寸進行檢查，按出廠合格證進行驗收。
②管道安裝圖是管道安裝工程的依據(jù)，F(xiàn)RP/PVC管的敷設(shè)（包括連接形式、坐標(biāo)、標(biāo)高、坡度、坡向等）支承，F(xiàn)RP/PVC管和設(shè)備、管道附件的連接，管道附件的安裝位置、支承等，均應(yīng)符合設(shè)計圖紙，如有變動，必須與設(shè)計單位協(xié)商解決。
③管道安裝，可按管道安裝圖所劃分的管段，從管道的一端依次安裝管道附件，直至另一端，再設(shè)支架或支座（必要時在安裝過程中需設(shè)臨時支撐）。管道吊裝時，外壁表面必須采取保護措施，禁止與鋼絲繩直接接觸，以免造成局部受力。
④FRP管的連接點只允許在直管部分。對焊連接點與管道支座邊緣的距離，應(yīng)大于管道的外徑且不小于100mm；承插連接處與管道支座邊緣的距離應(yīng)大于150mm。
⑤管道的連接結(jié)構(gòu)形式有承插式連接、法蘭式連接（焊環(huán)活套法蘭連接和復(fù)合平焊法蘭連接）、對焊連接三種。此工程中將根據(jù)設(shè)計文件的具體要求確定安裝方法。
⑥從事焊接的安裝工人必須持有焊工合格證，并熟悉FRP/PVC管的粘接劑性能及其安裝方法，并且有熟練的PVC焊接操作能力。
⑦管道在承插連接前，首先應(yīng)連接處PVC管內(nèi)壁污垢，然后將承插頭插入承插座內(nèi)，承插口不得有歪斜，裂紋等缺陷，達到承插深度后，方可進行PVC焊接。
⑧承插部位應(yīng)采用FRP增強，在增強處均勻涂一層R膠，涂層厚薄均勻，不得漏涂和流淌，再包一層玻璃布，涂不飽和樹脂，包玻璃布，反復(fù)進行，直至厚度達到要求為止。
⑨當(dāng)承插口安裝不合格需返修時，承插頭和承插座必須重新制作，不得采用已使用過的承插件。
⑩法蘭與管道連接時，內(nèi)外兩面都必須與管子焊接，法蘭面與管子軸線傾斜度應(yīng)小于或等于管子外徑的1/100.法蘭連接應(yīng)嚴(yán)格對中，軸向允許偏差不大于2mm，不得用強緊螺栓的方法歪斜。擰緊螺栓分兩次進行，次均勻?qū)ΨQ地擰一遍，然后再擰緊螺栓。
