A 目(mu)前國內外廣泛使用的(de)(de)油氣輸(shu)送鋼管采用的(de)(de)標準
目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管(guan)采用的標準有：
1. 美(mei)國石油學會的API SPEC 5L《管線管規(gui)范(fan)》；
2. 國(guo)際標準ISO 3183-1、2、3《石油天然氣 輸送鋼管(guan) 交貨技術條件(jian)》；
3. 對(dui)于一些重(zhong)要(yao)的(de)長輸管線，根據(ju)具體的(de)使用(yong)環境都有(you)自(zi)己的(de)補(bu)充采購技(ji)術條件。
B 在API油氣輸送鋼(gang)管標準(zhun)中鋼(gang)管的分類及其主(zhu)要區(qu)別
按照(zhao)API SPEC 5L的(de)(de)規定(ding)，輸送鋼管分(fen)為PLS1和PLS2兩個產(chan)品(pin)級(ji)別，對這(zhe)兩類(lei)產(chan)品(pin)規定(ding)了不(bu)同的(de)(de)技(ji)術條件。其主要區別是：相對于PLS1、PLS2級(ji)別對碳當(dang)量、斷(duan)裂韌性、最(zui)大(da)屈服強(qiang)度和最(zui)大(da)抗拉(la)強(qiang)度規定(ding)了強(qiang)度要求。對硫、磷等有害元(yuan)素的(de)(de)控制(zhi)也(ye)更加嚴格。無縫管的(de)(de)無損檢驗成為強(qiang)制(zhi)要求。對質保書必須填寫的(de)(de)內容及試驗完(wan)成后可追溯性成為強(qiang)制(zhi)要求。
C 在ISO油氣輸送鋼(gang)管標(biao)準中鋼(gang)管的(de)分(fen)級及(ji)其主要區別
在(zai)ISO 3183 油氣輸送鋼管標準中(zhong)，鋼管按(an)照質(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)之間的(de)(de)(de)差異(yi)，共分為A、B、C三部(bu)分，也(ye)被稱為A、B、C三級(ji)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)。其主(zhu)(zhu)要(yao)區(qu)別是：在(zai)ISO 3183-1A級(ji)標準要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)制定了與API SPEC 5L的(de)(de)(de)規(gui)定相(xiang)當的(de)(de)(de)基本質(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)是通用(yong)的(de)(de)(de)；在(zai)ISO 3183-2B級(ji)標準要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)除基本要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)之外附加(jia)了有(you)關(guan)韌性和無損檢(jian)驗方面(mian)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)；還有(you)某些特殊用(yong)途，例(li)如酸性環境、海洋(yang)條件及(ji)低溫條件等對鋼管的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和試驗有(you)著非常嚴格的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些主(zhu)(zhu)要(yao)反映在(zai)ISO 3183-3C級(ji)標準要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)。
D 油氣輸送管道對(dui)鋼的主(zhu)要性能要求
油(you)氣輸送(song)管(guan)道對鋼的主要性能要求包(bao)括(kuo)：
1. 強(qiang)度
一般的(de)油氣輸送管道(dao)都是根據鋼(gang)(gang)材的(de)屈服(fu)強度(du)設(she)計(ji)的(de)。采用屈服(fu)強度(du)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)鋼(gang)(gang)制管，可以提高(gao)管道(dao)工壓力，獲得較(jiao)(jiao)好的(de)經(jing)濟效益。因此，管道(dao)用鋼(gang)(gang)的(de)屈服(fu)強度(du)已經(jing)從最初的(de)碳素鋼(gang)(gang)逐步發展起來，20世紀40年(nian)(nian)代為X42~X52鋼(gang)(gang)級(ji)，60年(nian)(nian)代末達到(dao)X60~X70鋼(gang)(gang)級(ji)。
現已(yi)正式(shi)生產(chan)和正式(shi)使用屈(qu)服強度(du)已(yi)達到更高(gao)的X80~X100鋼級。
2. 韌性
20世(shi)紀50年(nian)代和60年(nian)代，世(shi)界(jie)許(xu)多地(di)區(qu)都發生過油氣(qi)管(guan)道的(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)事故，通過對這些事故的(de)(de)(de)分(fen)析，大大促進了人(ren)們對管(guan)道韌性指標的(de)(de)(de)認識。API5L規(gui)(gui)定(ding)，除(chu)常規(gui)(gui)的(de)(de)(de)機械性能檢驗(yan)(yan)(yan)外，生產(chan)廠還應(ying)按SR5和SR6補(bu)充要求進行V形缺(que)口(kou)夏比沖擊試(shi)驗(yan)(yan)(yan)和落錘撕裂(lie)(lie)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)（即(ji)DWTT),鋼管(guan)出(chu)廠前應(ying)進行嚴(yan)格的(de)(de)(de)無損(sun)檢驗(yan)(yan)(yan)。盡管(guan)如此，對于(yu)長輸管(guan)道來說(shuo)，要完全避免破(po)裂(lie)(lie)是困難的(de)(de)(de)，還必須著(zhu)眼于(yu)裂(lie)(lie)紋(wen)失(shi)穩擴展的(de)(de)(de)阻(zu)止。研究表明(ming)，可(ke)以(yi)用(yong)控(kong)制DWTT值的(de)(de)(de)辦法(fa)達到(dao)止裂(lie)(lie)。為此，世(shi)界(jie)許(xu)多國家(jia)對管(guan)道鋼規(gui)(gui)定(ding)了DWTT試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)斷口(kou)剪切面(mian)積百分(fen)比的(de)(de)(de)最低(di)值。
3. 可焊性
由(you)于野外敷設管道的(de)(de)(de)現場條件惡劣(lie)，鋼管對接焊(han)(han)接時(shi)要求有良好的(de)(de)(de)可焊(han)(han)性(xing)(xing)。可焊(han)(han)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)鋼管在焊(han)(han)接時(shi)易在焊(han)(han)縫(feng)處產(chan)生裂紋，并造(zao)成(cheng)焊(han)(han)縫(feng)及(ji)熱影響區(qu)硬度增(zeng)高、韌性(xing)(xing)下降，增(zeng)加管道破(po)裂的(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)。鋼材可焊(han)(han)性(xing)(xing)設計(ji)(ji)原則是對馬氏體(ti)轉變點及(ji)淬硬性(xing)(xing)的(de)(de)(de)控(kong)制。根據合金元(yuan)素(su)對馬氏體(ti)轉變點的(de)(de)(de)影響和實際經驗(yan)確(que)定的(de)(de)(de)碳當量計(ji)(ji)算(suan)公(gong)式，可用來評定鋼的(de)(de)(de)可焊(han)(han)性(xing)(xing)。碳當量一般應控(kong)制在0.40%以(yi)下。實際上，大(da)多數鋼廠均控(kong)制在0.35%以(yi)下。
4. 延展性
如果(guo)延展性不足(zu)，會導致冷(leng)彎成形過程鋼板劈裂或在焊(han)接過程產(chan)生層狀撕(si)裂。因此，API標(biao)準對管道焊(han)管除規定進行壓扁(bian)試(shi)驗外(wai)，還(huan)要求進行導向(xiang)彎曲(qu)試(shi)驗。提高延展性的(de)(de)關(guan)鍵是減少(shao)鋼中非(fei)金屬夾(jia)雜物并(bing)控制(zhi)夾(jia)雜物的(de)(de)形態和(he)分布(bu)。
5. 耐(nai)腐蝕性
在(zai)輸送含(han)硫(liu)油(you)氣時，管道(dao)內壁接觸硫(liu)化(hua)氫(qing)和二氧化(hua)碳，從而導致氫(qing)脆和應力腐蝕破裂。一般采(cai)用(yong)降(jiang)低鋼的(de)含(han)硫(liu)量、控(kong)制(zhi)(zhi)硫(liu)化(hua)物(wu)形態、改善沿壁厚方向(xiang)的(de)韌(ren)性(xing)等(deng)(deng)措施。其主要特(te)點是(shi)通過微合金化(hua)和控(kong)制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)，在(zai)熱軋狀(zhuang)態下(xia)獲得高強度、高塑性(xing)、高韌(ren)性(xing)和良好的(de)可焊(han)性(xing)。為了全面滿足石油(you)天然氣輸送管道(dao)對(dui)鋼的(de)性(xing)能要求，除了嚴密的(de)合金設(she)計(ji)外(wai)，對(dui)硫(liu)、磷(lin)等(deng)(deng)有害元素的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)也非(fei)常嚴格。一般含(han)硫(liu)量控(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)0.010%以下(xia)，以提高鋼的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)，特(te)別(bie)是(shi)橫向(xiang)韌(ren)性(xing)。
E. 石油專用(yong)管中的(de)油管和套管在API標準中的(de)分類(lei)
石油專用管(guan)中(zhong)的油管(guan)和套管(guan)在 API標(biao)準中(zhong)的分(fen)類如表 1-10 所(suo)示。
在API 5CT標準中(zhong)套管和油(you)管分為(wei)4組(zu)(zu)、19個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)。按(an)照(zhao)制(zhi)造方法(fa)，又分為(wei)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管和焊(han)(han)(han)管兩大類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)限定(ding)使(shi)用無縫(feng)鋼(gang)(gang)管外(wai)，其(qi)(qi)他(ta)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)不僅可以(yi)使(shi)用無縫(feng)鋼(gang)(gang)管還可以(yi)使(shi)用電阻(zu)焊(han)(han)(han)或電感應焊(han)(han)(han)接方法(fa)生產的直縫(feng)焊(han)(han)(han)管。其(qi)(qi)熱(re)處理(li)工藝，除第(di)(di)1組(zu)(zu)3個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)外(wai)，第(di)(di)1組(zu)(zu)N80Q類、第(di)(di)2、3、4組(zu)(zu)共(gong)14個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)都必須進行(xing)全長(chang)淬火(huo)(huo)＋回(hui)火(huo)(huo)處理(li)，并(bing)對第(di)(di)2組(zu)(zu)的8個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)規(gui)定(ding)了(le)最(zui)低回(hui)火(huo)(huo)溫度。對第(di)(di)1組(zu)(zu)、第(di)(di)2組(zu)(zu)M65鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)和第(di)(di)3組(zu)(zu)共(gong)7個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)只規(gui)定(ding)了(le)硫、磷含(han)量(liang)最(zui)大值(zhi)，而未規(gui)定(ding)其(qi)(qi)他(ta)主(zhu)要(yao)化(hua)學(xue)成分。對第(di)(di)2組(zu)(zu)和第(di)(di)4組(zu)(zu)共(gong)12個(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)規(gui)定(ding)了(le)化(hua)學(xue)成分要(yao)求(qiu)。
F 油管和套管的鋼級表達的具體含義
在API SPEC 5CT標(biao)準中(zhong)，套(tao)管和(he)油管的鋼級(ji)標(biao)明(ming)其屈(qu)服(fu)強度(du)和(he)一些(xie)特殊的特征。鋼級(ji)標(biao)注通常(chang)用1個字(zi)(zi)母和(he)2或3個數字(zi)(zi)表示(shi)(shi)，如N80.在大多數情況下，按照字(zi)(zi)母在字(zi)(zi)母表中(zhong)的順(shun)序，越往后(hou)的字(zi)(zi)母，代表管子(zi)的屈(qu)服(fu)強度(du)越大。例如，N80一級(ji)鋼材(cai)的屈(qu)服(fu)強度(du)要比J55的大。數字(zi)(zi)符號是以千磅每(mei)平方英寸(cun)表示(shi)(shi)的管材(cai)最(zui)小屈(qu)服(fu)強度(du)來確定(ding)的。例如：N80鋼級(ji)的最(zui)低(di)屈(qu)服(fu)強度(du)為80klb/in2。
API SPEC 5CT標(biao)準(zhun)列(lie)出的套管鋼級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套管鋼級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國內外(wai)常使(shi)用的非API油管、套管種類
除了API標準(zhun)的套(tao)管(guan)外，國內外還研究和(he)發(fa)展了在油田特殊地質工況環境(jing)使用(yong)(yong)(yong)的非API套(tao)管(guan)，包(bao)括：用(yong)(yong)(yong)于(yu)深(shen)井的超高強(qiang)度油管(guan)、套(tao)管(guan)；高抗(kang)擠毀套(tao)管(guan)；含硫(liu)(liu)化氫(qing)(qing)油氣(qi)井中使用(yong)(yong)(yong)的抗(kang)硫(liu)(liu)化氫(qing)(qing)應力腐(fu)蝕油管(guan)、套(tao)管(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)低溫油氣(qi)井的高強(qiang)度油管(guan)、套(tao)管(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)只有(you)二(er)氧(yang)化碳和(he)氯(lv)(lv)離子(zi)，幾乎不含硫(liu)(liu)化氫(qing)(qing)腐(fu)蝕性環境(jing)下使用(yong)(yong)(yong)的油管(guan)、套(tao)管(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)硫(liu)(liu)化氫(qing)(qing)、二(er)氧(yang)化碳和(he)氯(lv)(lv)離子(zi)三者共存強(qiang)烈腐(fu)蝕性環境(jing)下使用(yong)(yong)(yong)的油管(guan)、套(tao)管(guan)。
H 石油(you)專(zhuan)用(yong)管中的(de)油(you)管和套(tao)管API標準的(de)螺紋連接基本(ben)情況(kuang)
石油專用管(guan)中(zhong)的(de)油管(guan)和套管(guan)API標準的(de)螺(luo)紋(wen)(wen)連接(jie)(jie)(jie)由兩(liang)部分組成：管(guan)子(zi)或(huo)(huo)公端以(yi)及(ji)接(jie)(jie)(jie)箍或(huo)(huo)母端。有(you)外螺(luo)紋(wen)(wen)的(de)叫(jiao)管(guan)子(zi)或(huo)(huo)公端，有(you)內螺(luo)紋(wen)(wen)的(de)叫(jiao)接(jie)(jie)(jie)箍或(huo)(huo)母端。
兩(liang)個(ge)公端用一(yi)個(ge)接箍(gu)(gu)連接起來，接箍(gu)(gu)是(shi)一(yi)段外徑(jing)比管(guan)子稍(shao)大的短(duan)管(guan)。兩(liang)端均有(you)(you)內螺(luo)紋(wen)。所有(you)(you)帶 API螺(luo)紋(wen)和(he)接箍(gu)(gu)的套管(guan)和(he)管(guan)線管(guan)都(dou)是(shi)不加厚的。
油(you)管(guan)(guan)(guan)是不加(jia)厚或外加(jia)厚，管(guan)(guan)(guan)端的內徑(jing)大(da)約(yue)等于管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)的內徑(jing)，但加(jia)厚端的外徑(jing)比(bi)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)大(da)，整體(ti)(ti)連接油(you)管(guan)(guan)(guan)的兩端是加(jia)厚的。
API規范中包(bao)括(kuo)4種螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)，即(ji)管(guan)線管(guan)螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、圓螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏梯形(xing)螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)以及(ji)直連(lian)型(xing)(xing)螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)。管(guan)線管(guan)、圓螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏梯形(xing)的(de)(de)(de)(de)螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)在(zai)擰接裝配時(shi)要(yao)求配合在(zai)一(yi)起(qi)(qi)，達(da)到用(yong)密封填充脂一(yi)起(qi)(qi)阻止從螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)泄(xie)漏(lou)。直連(lian)型(xing)(xing)套管(guan)螺(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)末設(she)計成(cheng)密封的(de)(de)(de)(de)，直連(lian)型(xing)(xing)連(lian)接的(de)(de)(de)(de)密封是(shi)采用(yong)金屬對(dui)金屬的(de)(de)(de)(de)密封來實現的(de)(de)(de)(de)。
I API標(biao)準螺紋的主要參數(shu)
API標準(zhun)螺紋(wen)的(de)主要參(can)數包括：
1. 螺紋(wen)長度（除偏梯(ti)形(xing)螺紋(wen)）：從(cong)螺紋(wen)起(qi)點(dian)（管端(duan)）到消失點(dian)的(de)長度；
2. 螺(luo)紋高度：螺(luo)紋齒頂到齒底間的(de)距離；
3. 螺距：螺紋任(ren)一(yi)點沿軸向到相鄰齒的對應(ying)點的距離；
4. 螺(luo)紋(wen)錐度：以英寸表示的(de)每英寸螺(luo)紋(wen)長度的(de)螺(luo)紋(wen)直徑變化；
5. 緊密距(ju)：管子(zi)或(huo)接箍端面到環規或(huo)塞規擰緊位置間沿軸向測得的距(ju)離；
6. 螺紋尾(wei)扣錐度(du)（僅偏梯螺紋）：切削工具的快速(su)退刀造成螺紋末(mo)端有(you)一個(ge)陡峭的斜度(du)。
