刊文概览

综合述评

输氢管道钢管研究进展

韩秀林，孙 宏，李建一，宗秋丽     【摘要】

作者单位：华油钢管有限公司•河北省高压管线螺旋焊管技术创新中心，河北 青县 062658
摘 要：简述了国内外纯氢及掺氢输送管道的建设现状、输氢管道技术规范的发展现状以及国内外氢气系统的储存、输送、管道设计、临氢材料的试验和评价等。指出随着材料的强度、易于形成偏析的化学元素含量、夹杂物的尺寸和数量、氢气的压力和纯度等的提高，材料的氢脆敏感度增大。焊接钢管的焊接接头等薄弱部位会提高管道的氢脆敏感性；输氢管道的选材应关注钢材纯净化，化学成分设计，非金属夹杂物形态、组织偏析和带状组织控制，涂层方式等。
关键词：钢管；输氢；管道；氢损伤；氢脆敏感度

抗CO2腐蚀马氏体不锈钢无缝管的研究进展*

李效华，丁 然，高志明，张哲平，张传友，吕传涛，丁 磊，刘晨曦     【摘要】

作者单位：1. 天津职业技术师范大学机械工程学院，天津 300222；2. 天津大学材料科学与工程学院，天津 300354；3. 天津钢管制造有限公司，天津 300301
摘 要：叙述了马氏体不锈钢油井管材料的设计及发展历程，CO2的腐蚀机理和影响马氏体不锈钢耐蚀性的因素。分析了材料成分设计，发现提高有效Cr含量和减少δ铁素体是提升管材性能的关键；讨论了CO2的腐蚀机理，特别是存在微量H2S对CO2腐蚀的影响；探讨了材料因素和环境因素对马氏体不锈钢耐蚀性能的影响，认为温度对耐蚀性的影响最大，H2S含量会限制材料的应用，pH值和Cl-含量会影响阴极反应过程。展望了马氏体不锈钢油井管的研究方向。
关键词：无缝钢管；马氏体不锈钢；CO2腐蚀机制；材料；环境

试验与研究

高锰钢无缝管膨胀前后组织与性能的对比研究

张宇斌     【摘要】

作者单位：山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心，山西 太原 030003
摘 要：对热挤压成型的10Mn25Si3Al3高锰钢无缝管进行了15%和25%膨胀试验，对比了管体膨胀前后的拉伸和冲击性能以及微观组织等。结果表明，热挤压成型高锰钢无缝管的组织为均匀细小的奥氏体，屈服强度为340 MPa，屈强比为0.47，伸长率为64%，硬化指数为0.46，半尺寸冲击功为78 J，且壁厚偏差小于5%，表明管材具有较好的均匀变形能力，且低的屈服强度有利于膨胀；经15%和25%膨胀变形，管材屈服强度分别提高了67%和85%，抗拉强度分别提高了19%和27%，但伸长率分别降低至34%和29%，冲击功分别降低至47 J和38 J，膨胀后的力学性能满足API Spec 5CT对N80钢级的要求。
关键词：高锰钢；无缝钢管；膨胀试验；组织；性能

时效热处理对新型节镍双相不锈钢组织及性能的影响

赵 博，臧 伟，郜 飞，鲜林云，董 超     【摘要】

作者单位：1． 宝鸡石油钢管有限责任公司•陕西省高性能连续管重点实验室，陕西 宝鸡 721008；2． 中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司，陕西 西安 710086
摘 要：研究了时效温度对新型节镍双相不锈钢组织及性能的影响规律。结果表明：新型节镍双相不锈钢在650~850 ℃时效30 min可提高材料的抗拉强度、屈强比，降低材料的屈服强度、伸长率、冲击功、铁素体含量和硬度；700 ℃是新型节镍双相不锈钢的析出最敏感温度，新型节镍双相不锈钢在700 ℃时效30 min时晶界、晶内均有碳化物析出。新型节镍双相不锈钢应避开在650~850 ℃长时间使用。
关键词：双相不锈钢；镍；时效；组织；性能

热处理温度对冷变形Alloy28合金管组织及性能的影响

纪怀安，费玉华，陈晓伟，沈 强     【摘要】

作者单位：浙江久立特材科技股份有限公司，浙江 湖州 313028
摘 要：分析了不同热处理温度对冷变形Alloy28合金管组织和力学性能的影响。分析认为：热处理后Alloy28合金管的组织大致呈等轴晶状态；随着热处理温度的升高，Alloy28合金管的晶粒表现出先细化再长大的现象，即发生回复再结晶过程，强度呈明显下降趋势，伸长率呈明显上升趋势；热处理温度在1 100 ℃附近时，Alloy28合金管的伸长率与耐腐蚀速率趋于稳定，判定1 100 ℃为最佳热处理温度。
关键词：Alloy28合金管；冷变形；热处理温度；组织；性能

新产品开发

燕尾形超高抗扭特殊螺纹接头研究

詹先觉，高 展     【摘要】

作者单位：宝山钢铁股份有限公司，上海 201900
摘 要：对比了传统的API圆螺纹和偏梯形螺纹的优缺点，设计了一种新型的“倒梯形的楔子”式的燕尾形螺纹齿型以及一种经济型的超高抗扭特殊螺纹接头。详细介绍了该接头的设计、加工、检验过程，并采用有限元分析程序计算了接头上扣过程中螺纹的应力和应变。分析结果表明：该接头上扣到位后，螺纹所有侧面完全啮合，并且具有很高的接触应力，使接头在复杂的环境载荷下能始终保证螺纹间配合的稳定性。
关键词：油套管；特殊螺纹接头；抗扭；经济型；有限元分析

深层开窗侧钻小井眼专用钻杆的研制与应用

张 然，王显林，向桂林，王青林，李竹滨     【摘要】

作者单位：渤海能克钻杆有限公司，河北 青县 062658
摘 要：介绍了深层开窗侧钻小井眼专用钻杆的研发过程，详细阐述其设计过程、关键制造技术以及产品使用效果。通过合理的结构设计、管体镦锻技术以及热处理，开发出了性能稳定、使用寿命长的深层开窗侧钻小井眼专用钻杆。应用表明：在小井眼开窗作业过程中，深层开窗侧钻小井眼专用钻杆相比于API S135钻杆，接头处环空空间可以提高10 mm以上，同时有效地分散了应力集中，提高了钻井效率和安全性，为6 000 m以上的修井开窗侧钻施工提供了有效的解决方案，具有良好的社会效益。
关键词：钻杆；小井眼；开窗侧钻；镦锻

制管新工艺

大直径薄壁双相不锈钢无缝管的开发

王洪海，陈 冬，桑 伟，朱光亚，董西岳     【摘要】

作者单位：德新钢管（中国）有限公司，江苏 无锡 214177
摘 要：介绍了一种将热轧、热扩、冷拔有机结合的大直径双相不锈钢无缝管制造工艺。通过锻造开坯工艺有效地提高了管材的低温冲击韧性；在热加工和热处理过程中控制加热制度和冷却速率，避免了σ等有害相的析出和表面裂纹的产生。检验了大直径薄壁S32205无缝钢管的金相组织、常温机械性能和瞬时高温拉伸性能及耐腐蚀性能，结果均满足要求。
关键词：无缝钢管；双相不锈钢；大直径；薄壁；锻造开坯；热扩

质量控制

X80钢级弯管母管典型问题及解决方法

赵志伟，郭云龙，陈晓雯     【摘要】

作者单位：1. 巨龙钢管有限公司，河北 青县 062658；2. 中国石油集团渤海石油装备采油装备公司，天津 300450
摘 要：探讨了X80钢级弯管母管中添加的主要合金元素及其作用，介绍了现阶段X80钢级大壁厚弯管母管在生产过程中和机械性能检测时常出现的一些典型问题，包括母管加热后缩径、屈强比超标，焊接热影响区冲击性能不合格等，分析了造成这些问题的主要原因，并给出了具体的解决途径：适当放大母管外径，对热煨弯管进行扩径；用热模拟试验验证的方法验收母管；焊接母管时，采用低热输入量或多层多道焊接方式等。
关键词：弯管母管；X80钢级；合金；屈强比；冲击韧性；缩径

技术交流

离心铸造制备双金属复合管的选材设计

刘建彬，武 博，燕 铸     【摘要】

作者单位：1. 中国石油技术开发有限公司，北京 100028；2. 中国核电工程有限公司，北京 100840
摘 要：根据热平衡方程、凝固传热规律和内外层金属的物理性能，建立了双金属复合管内外层金属的熔点差与熔合层厚度比的关系模型。由关系式和关系曲线可知，熔点差ΔT与熔合层厚度比Δd外/d外成正比，随着Δd外/d外（0.02%～0.20%）的逐渐增大，ΔT的允许最大值也逐渐增大。在熔合层厚度比最大为0.20%的条件下，由关系式可得到组元金属的允许熔点差范围。
关键词：双金属复合管；离心铸造；选材设计

20CrMoNbVTiB连铸圆管坯热轧无缝钢管工艺探讨

梁红星，孙 晶，马继顺     【摘要】

作者单位：山东墨龙石油机械股份有限公司，山东 寿光 262700
摘 要：针对110S钢级油管用20CrMoNbVTiB材质连铸坯塑性差，轧制时变形抗力大，轧制过程中出现问题较多的情况，探讨并优化了Φ180 mm连轧管机组的工艺，包括提高环形炉温度，穿孔机使用较低的转速、大喂入角，应用磨合后的轧辊，调整连轧管机轧辊转速，减径前使用中频炉再次加热荒管等。使用优化工艺后，热轧过程顺利完成，顶头使用寿命大幅提高，修磨率大幅减小，产品成材率由81.6%提高至91.5%。
关键词：无缝钢管；20CrMoNbVTiB；连铸；圆管坯；轧制工艺

无缝钢管在线测厚系统的测量原理与应用实践

王久刚，岳世斌，孙建安     【摘要】

作者单位：宝山钢铁股份有限公司，上海 201900
摘 要：介绍了同位素在线测厚系统的组成、测量原理和功能，分析了影响测厚精度的因素，以及其在无缝钢管生产现场的应用实践。该在线测厚系统的测量具有及时性和全面性，不但可以判断钢管壁厚精度，也可以反映出各生产环节存在的问题；但该系统是以采样点壁厚展示壁厚精度，放射源之间的位置的壁厚存在超差风险，需避免用显示壁厚代替管体全壁厚，造成对实际壁厚的误判。
关键词：无缝钢管；壁厚；在线测量；同位素；应用

X80钢级直缝埋弧焊管的性能评价

王振生，代志健，刘 春，宋 力     【摘要】

作者单位：1. 湖南科技大学机械设备健康维护重点实验室，湖南 湘潭 411201； 2. 湖南胜利湘钢钢管有限公司，湖南 湘潭 411101
摘 要：统计了对标中俄东线标准的X80钢级Φ1 219 mm直缝埋弧焊管的拉伸性能、冲击性能以及成品几何尺寸，分析了钢板和焊管的化学成分及微观组织形貌。分析认为：该X80钢级Φ1 219 mm×22 mm直缝埋弧焊管焊缝组织为针状铁素体＋粒状贝氏体+准多边形铁素体，主要合金元素都控制在较窄的区间内；焊管各项性能均达到中俄东线标准要求，强度和韧性优良，焊缝强度与管体强度匹配良好，成品尺寸优良。
关键词：直缝埋弧焊管；X80；强度；冲击韧性；组织

应力环加载装置对抗SSC试验结果的影响分析

郑秋艳，赵健明，姜根锋     【摘要】

作者单位：1. 衡阳华菱钢管有限公司，湖南 衡阳 421001；2. 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司，陕西 西安 710065
摘 要：抗硫化物应力腐蚀试验使用应力环对腐蚀试样轴向施加一个恒定的载荷，试验中发生试样未到规定时间就发生断裂的现象，观察断口的宏观特征为脆性断裂，断口平直，属于拉伸断裂。分析原因是应力环环体没有固定，加载时试样夹持装置的上下夹具中心线与试样轴线存在重合度偏差，同轴度误差使试样加载产生扭转载荷，导致试样早期断裂失效。建议在应力环加载试验中，固定应力环环体底座，设置调节螺栓专用卡槽，采取数字显示百分表准确显示加载位移，降低试验因素引起的试样断裂失效。
关键词：油套管；SSC试验；同轴度；扭转载荷

热处理工艺

12Cr1MoVG小直径无缝钢管热处理工艺研究

陈 香     【摘要】

作者单位：江苏新长江无缝钢管制造有限公司，江苏 江阴 214400
摘 要：分析了12Cr1MoVG小直径无缝钢管大生产热处理工艺与试样热处理工艺的差别，提出了针对性的改良措施。受辊底炉炉型的限制，即使12Cr1MoVG小直径无缝钢管的壁厚只有10 mm，热处理时依然要加强冷却。通过安装在线喷雾装置，并在出料辊道预留一段距离，实行“预冷+雾冷+空冷”的正火冷却方式，很好地解决了产品抗拉强度偏低的问题。
关键词：高压锅炉管；12Cr1MoVG钢；热处理工艺；辊底炉；快速冷却

管加工

管端收口对特殊螺纹石油套管性能的影响

吕春莉，侯振宇，陈玉鹏     【摘要】

作者单位：天津钢管制造有限公司，天津 300301
摘 要：Φ114.30 mm×7.37 mm P110特殊螺纹套管经过管端收口加工后，管体力学性能试验和接头气密封评价试验结果表明，经过管端收口加工后的产品的力学性能依然满足API Spec 5CT要求，且顺利通过了ISO 13679实物评价试验。证明经过一定变形量的管端收口处理后的特殊螺纹套管的使用性能满足设计要求，可以满足油田复杂井况的应用要求。
关键词：石油套管；管端收口；变形量；特殊螺纹

工具研究与应用

钼合金穿孔顶头失效分析

周红灯，徐文进，田青超     【摘要】

作者单位：上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海 200444
摘 要：分析了钼合金顶头穿制高镍铬不锈钢管时表面发生龟裂的原因，同时以正常顶头为参照进行对比分析。结果表明，钼合金顶头的开裂为热应力疲劳开裂，裂纹源区位于钼合金顶头穿孔锥表面的复杂应力区；开裂顶头中加入了Fe、Mn、Si等合金元素，这些元素的存在会直接或间接提高顶头的脆性，Ti、Zr元素的氧化物会降低顶头力学性能；在高温复杂应力环境下，钼合金顶头表面的孔洞或夹杂物处会率先生成裂纹，随后裂纹沿着晶界开裂，继而向顶头内部延伸。
关键词：穿孔；钼合金；顶头；夹杂物；热疲劳开裂