鋼錠按鋼水脫氧程度不同可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼3類。
沸騰鋼是沒(méi)有脫氧或沒(méi)有充分脫氧的鋼。這種鋼液注入鋼錠模后,隨著溫度的下降鋼液中的碳和氧反應(yīng),排出大量一氧化碳?xì)怏w,產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,所以叫沸騰鋼。沸騰鋼錠不產(chǎn)生集中的縮孔,所以鋼錠的切頭率比鎮(zhèn)靜鋼約低5%~8%,但沸騰鋼的偏析大,成分不均。
澆注前脫氧充分,澆注時(shí)鋼液平靜,沒(méi)有沸騰的鋼叫鎮(zhèn)靜鋼。它的組織致密,強(qiáng)度高,偏析少且成分均勻。由于形成中心縮孔而增加了切頭率,所以鎮(zhèn)靜鋼的成本比沸騰鋼高。對(duì)力學(xué)性能等各項(xiàng)指標(biāo)要求較高的和有特殊要求的鋼,都鑄成鎮(zhèn)靜鋼錠。
脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間,由于脫氧不完全,在澆注過(guò)程中仍有輕沸騰的鋼,稱為半鎮(zhèn)靜鋼。它比鎮(zhèn)靜鋼的中心縮孔小,切頭率低;比沸騰鋼的偏析少,力學(xué)性能好。
專業(yè)的 熱鍍鋅方管制造水平滿足客戶“質(zhì)量、品質(zhì)、性能”的追求,讓每一個(gè)天祥鋼管(眉山市分公司)制造的 熱鍍鋅方管都成為凝結(jié)匠心的上乘之作。
焊接鋼管也稱焊管,是用鋼板或鋼帶經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,品種規(guī)格多,設(shè)備資少,但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。20世紀(jì)30年代以來(lái),隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步,焊縫質(zhì)量不斷提高,焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多,并在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替了無(wú)縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋縫焊管。
直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,成本低,發(fā)展較快。螺旋縫焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高,能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管,還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比,焊縫長(zhǎng)度增加30~,而且生產(chǎn)速度較低。因此,較小口徑的焊管大都采用直縫焊,大口徑焊管則大多采用螺旋焊。
1 低壓流體輸送用焊接鋼管也稱一般焊管,俗稱黑管。是用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鋼管(光管)和帶螺紋鋼管。鋼管的規(guī)格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內(nèi)徑的近似值。習(xí)慣上常用英寸表示,如11/2 等。低壓流體輸送用焊接鋼管除直接用于輸送流體外,還大量用作低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管的原管。
2 低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管也稱鍍鋅電焊鋼管,俗稱白管。是用于輸送水、煤氣、空氣油及取暖蒸汽、暖水等一般較低壓力流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接(爐焊或電焊)鋼管。鋼管接壁厚分為普通鍍鋅鋼管和加厚鍍鋅鋼管;接管端形式分為不帶螺紋鍍鋅鋼管和帶螺紋鍍鋅鋼管。鋼管的規(guī)格用公稱口徑(mm)表示,公稱口徑是內(nèi)徑的近似值。習(xí)慣上常用英寸表示,如11/2 等。
3 普通碳素鋼電線套管是工業(yè)與民用建筑、安裝機(jī)器設(shè)備等電氣安裝工程中用于保護(hù)電線的鋼管。
4 直縫電焊鋼管是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。
5 承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經(jīng)常溫螺旋成型,用雙面埋弧焊法焊接,用于承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng),焊接性能好,經(jīng)過(guò)各種嚴(yán)格的科學(xué)檢驗(yàn)和測(cè)試,使用可靠。鋼管口徑大,輸送效率高,并可節(jié)約鋪設(shè)管線的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線。
6 承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經(jīng)常溫螺旋成型,采用高頻搭接焊法焊接的,用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng),塑性好,便于焊接和加工成型;經(jīng)過(guò)各種嚴(yán)格和科學(xué)檢驗(yàn)和測(cè)試,使用可靠,鋼管口徑大,輸送效率高,并可節(jié)省鋪設(shè)管線的投資。主要用于鋪設(shè)輸送石油、天然氣等的管線。
7 一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經(jīng)常溫螺旋成型,采用雙面自動(dòng)埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。
8 一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經(jīng)常溫螺旋成型,采用高頻搭接焊法焊接用于一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管。
9 樁用螺旋焊縫鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯,經(jīng)常溫螺旋成型,采用雙面埋弧焊接或高頻焊接制成的,用于土木建筑結(jié)構(gòu)、碼頭、橋梁等基礎(chǔ)樁用鋼管。
無(wú)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(wèn)題的日益嚴(yán)重,抗硫無(wú)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(wú)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(kāi)采的日益深入,開(kāi)采條件復(fù)雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來(lái)越多,硫化氫腐蝕問(wèn)題非常尖銳。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)抗硫無(wú)縫管線管的需求不斷增加。無(wú)縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣,是采用無(wú)縫管生產(chǎn)方式制造的沒(méi)有焊縫的鋼管。本文擬對(duì)抗硫無(wú)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(guò)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(jì)算3個(gè)參量(裂紋長(zhǎng)度率CLR、裂紋厚度率CTR、開(kāi)裂敏感率CSR),以此來(lái)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(shí),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(shí)CLR ,氫鼓泡的敏感性 于25℃時(shí),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(shí)間。試驗(yàn)采用96 h作為對(duì)比,一般情況下隨試驗(yàn)時(shí)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(jí)別設(shè)計(jì)的鋼種,具體成分見(jiàn)表1,并對(duì)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(jiàn)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B(niǎo)9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見(jiàn),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。
它的流程是:管坯—檢驗(yàn)—?jiǎng)兤ぁ獧z驗(yàn)—加熱—穿孔—酸洗—修磨—潤(rùn)滑風(fēng)干—焊頭—冷拔—固溶處理—酸洗—酸洗鈍化—檢驗(yàn)—冷軋—去油—切頭—風(fēng)干—內(nèi)拋光—外拋光—檢驗(yàn)—標(biāo)識(shí)—后到成品包裝。
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無(wú)縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒(méi)有接縫的長(zhǎng)條鋼材。是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管,然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。鋼管具有中空截面,大量用作輸送流體的管道,如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。
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從2006年至2008年,美國(guó)從中國(guó)進(jìn)口的無(wú)縫鋼管增加了131.52%,金額增至約3.82億美元。2012年10月我國(guó)無(wú)縫鋼管產(chǎn)量是248萬(wàn)噸。
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鋼管的使用是由1815年蘇格蘭的一位發(fā)明家為輸送燈火用煤氣而將槍筒連接起來(lái)才開(kāi)始的。直到1885年孟內(nèi)斯曼兄弟才發(fā)明了由棒鋼直接生產(chǎn)無(wú)縫剛管的工藝。
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鋼材力學(xué)性能是保證鋼材終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo),它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。
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在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)不同的使用要求,規(guī)定了拉伸性能以及硬度、韌性指標(biāo),還有用戶要求的高、低溫性能。
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無(wú)縫鋼管無(wú)縫鋼管具有中空截面,大量用作輸送流體的管道,如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。圓環(huán)截面在承受內(nèi)部或外部徑向壓力時(shí),受力較均勻,因此,絕大多數(shù)鋼管是圓管