A 目前國內外廣泛使用的油(you)氣輸送鋼管采用的標準
目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管采用的標準有：
1. 美(mei)國石油(you)學會(hui)的(de)API SPEC 5L《管線管規范》；
2. 國際標準ISO 3183-1、2、3《石油天然氣(qi) 輸送(song)鋼(gang)管 交(jiao)貨技術條件》；
3. 對(dui)于(yu)一些重要的長輸管線，根據具(ju)體的使用環境(jing)都有自己的補充采購技(ji)術條件。
B 在(zai)API油氣輸送(song)鋼(gang)管(guan)標(biao)準(zhun)中(zhong)鋼(gang)管(guan)的分類(lei)及其主要區(qu)別
按照API SPEC 5L的(de)規(gui)定(ding)(ding)，輸送鋼管(guan)分為(wei)PLS1和PLS2兩(liang)個產品級別(bie)(bie)，對(dui)這(zhe)兩(liang)類產品規(gui)定(ding)(ding)了不同的(de)技術條件。其主(zhu)要(yao)區(qu)別(bie)(bie)是(shi)：相對(dui)于PLS1、PLS2級別(bie)(bie)對(dui)碳當量、斷裂韌性、最(zui)大屈(qu)服強(qiang)度(du)和最(zui)大抗拉(la)強(qiang)度(du)規(gui)定(ding)(ding)了強(qiang)度(du)要(yao)求。對(dui)硫、磷等有害元素(su)的(de)控制也更(geng)加嚴格。無(wu)縫管(guan)的(de)無(wu)損檢驗成為(wei)強(qiang)制要(yao)求。對(dui)質保(bao)書必須填寫的(de)內(nei)容及試驗完成后可追溯性成為(wei)強(qiang)制要(yao)求。
C 在ISO油氣輸送鋼管標準(zhun)中鋼管的(de)分級及其(qi)主(zhu)要(yao)區(qu)別
在(zai)ISO 3183 油氣輸送鋼管(guan)標(biao)準(zhun)(zhun)中，鋼管(guan)按(an)照質(zhi)量要(yao)(yao)求(qiu)之間的(de)差異(yi)，共分為A、B、C三部分，也(ye)被稱為A、B、C三級(ji)要(yao)(yao)求(qiu)。其主要(yao)(yao)區別是(shi)：在(zai)ISO 3183-1A級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)求(qiu)中制定(ding)了與API SPEC 5L的(de)規(gui)定(ding)相當的(de)基(ji)(ji)本質(zhi)量要(yao)(yao)求(qiu)，這些主要(yao)(yao)的(de)質(zhi)量要(yao)(yao)求(qiu)是(shi)通(tong)用(yong)的(de)；在(zai)ISO 3183-2B級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)求(qiu)中除基(ji)(ji)本要(yao)(yao)求(qiu)之外附加(jia)了有(you)關(guan)韌性(xing)和無損檢驗方面的(de)要(yao)(yao)求(qiu)；還有(you)某些特殊用(yong)途，例如酸性(xing)環境、海(hai)洋條(tiao)件及低溫條(tiao)件等對(dui)鋼管(guan)的(de)質(zhi)量和試驗有(you)著(zhu)非(fei)常(chang)嚴格的(de)要(yao)(yao)求(qiu)，這些主要(yao)(yao)反映在(zai)ISO 3183-3C級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)求(qiu)中。
D 油氣輸送管道對鋼(gang)的(de)主要(yao)性(xing)能(neng)要(yao)求
油氣輸送(song)管道對鋼的主要(yao)性能要(yao)求包括：
1. 強度(du)
一般的(de)油氣輸送管(guan)道都是(shi)根據鋼材的(de)屈服(fu)(fu)強度設計的(de)。采用屈服(fu)(fu)強度較(jiao)高的(de)鋼制管(guan)，可以提(ti)高管(guan)道工壓(ya)力，獲得較(jiao)好的(de)經濟效益。因(yin)此，管(guan)道用鋼的(de)屈服(fu)(fu)強度已經從最初的(de)碳(tan)素鋼逐(zhu)步發展起來，20世紀40年代為X42~X52鋼級，60年代末(mo)達到(dao)X60~X70鋼級。
現已(yi)正式生(sheng)產和正式使用屈(qu)服強(qiang)度已(yi)達到更高的X80~X100鋼級。
2. 韌(ren)性
20世(shi)紀50年代和(he)60年代，世(shi)界許多(duo)地區(qu)都(dou)發生(sheng)過油氣管(guan)道的(de)破(po)(po)裂事(shi)故，通過對這些事(shi)故的(de)分析(xi)，大(da)大(da)促進(jin)了人們(men)對管(guan)道韌性指(zhi)標(biao)的(de)認識。API5L規定，除常規的(de)機械性能(neng)檢(jian)驗(yan)(yan)外，生(sheng)產廠(chang)還(huan)應(ying)按SR5和(he)SR6補充要求進(jin)行(xing)V形缺口夏比沖(chong)擊試驗(yan)(yan)和(he)落錘撕裂試驗(yan)(yan)（即DWTT),鋼管(guan)出廠(chang)前(qian)應(ying)進(jin)行(xing)嚴格的(de)無損檢(jian)驗(yan)(yan)。盡管(guan)如此，對于長輸(shu)管(guan)道來說，要完全避免破(po)(po)裂是困難的(de)，還(huan)必須(xu)著眼于裂紋失穩擴展的(de)阻止。研究表明，可以用控制DWTT值(zhi)的(de)辦法達到止裂。為此，世(shi)界許多(duo)國家對管(guan)道鋼規定了DWTT試驗(yan)(yan)的(de)斷口剪切面積(ji)百分比的(de)最低值(zhi)。
3. 可焊(han)性
由于野外敷設管道的(de)現(xian)場條件惡劣，鋼管對接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)要求(qiu)有良好的(de)可(ke)(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)。可(ke)(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)差(cha)的(de)鋼管在焊(han)接(jie)(jie)時(shi)易在焊(han)縫處產生(sheng)裂紋，并造成焊(han)縫及(ji)熱影響(xiang)區硬(ying)(ying)度增高、韌性(xing)(xing)下降，增加管道破裂的(de)可(ke)(ke)(ke)能性(xing)(xing)。鋼材可(ke)(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)設計(ji)原則是(shi)對馬氏體(ti)轉變(bian)點及(ji)淬硬(ying)(ying)性(xing)(xing)的(de)控制。根據合(he)金元素對馬氏體(ti)轉變(bian)點的(de)影響(xiang)和實際(ji)經驗確定(ding)的(de)碳(tan)當(dang)量計(ji)算公式(shi)，可(ke)(ke)(ke)用來評(ping)定(ding)鋼的(de)可(ke)(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)。碳(tan)當(dang)量一般應控制在0.40%以下。實際(ji)上，大(da)多數鋼廠(chang)均控制在0.35%以下。
4. 延展性
如果延(yan)(yan)展(zhan)性(xing)不足(zu)，會導(dao)致冷彎(wan)成形(xing)過(guo)程鋼板(ban)劈裂(lie)或(huo)在(zai)焊接過(guo)程產生層狀(zhuang)撕裂(lie)。因(yin)此(ci)，API標準對管道(dao)焊管除(chu)規定進(jin)行壓扁試(shi)驗(yan)外，還要求進(jin)行導(dao)向(xiang)彎(wan)曲試(shi)驗(yan)。提高延(yan)(yan)展(zhan)性(xing)的關鍵(jian)是減少鋼中非金屬夾(jia)雜(za)物(wu)并控制夾(jia)雜(za)物(wu)的形(xing)態(tai)和分布。
5. 耐腐蝕性
在輸送含硫(liu)(liu)油(you)氣時(shi)，管道(dao)內壁(bi)接觸硫(liu)(liu)化(hua)氫和二氧化(hua)碳，從而導致氫脆和應力腐(fu)蝕破裂(lie)。一(yi)般采用(yong)降低鋼(gang)的(de)(de)含硫(liu)(liu)量(liang)、控制(zhi)硫(liu)(liu)化(hua)物形(xing)態、改善沿壁(bi)厚方向的(de)(de)韌性等(deng)措施(shi)。其主要特(te)點是(shi)通過微合(he)(he)金化(hua)和控制(zhi)軋制(zhi)，在熱(re)軋狀(zhuang)態下獲得高(gao)強度、高(gao)塑性、高(gao)韌性和良好(hao)的(de)(de)可焊性。為了全面滿足石油(you)天然(ran)氣輸送管道(dao)對鋼(gang)的(de)(de)性能要求，除了嚴密的(de)(de)合(he)(he)金設計外(wai)，對硫(liu)(liu)、磷等(deng)有害元(yuan)素(su)的(de)(de)控制(zhi)也非(fei)常嚴格。一(yi)般含硫(liu)(liu)量(liang)控制(zhi)在0.010%以下，以提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)塑性、韌性，特(te)別(bie)是(shi)橫向韌性。
E. 石油專用(yong)管中(zhong)的油管和套管在API標準(zhun)中(zhong)的分(fen)類
石油專用管中的(de)油管和套管在 API標(biao)準中的(de)分類如表 1-10 所示。
在API 5CT標準中套管(guan)和油(you)管(guan)分(fen)(fen)為4組(zu)(zu)、19個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)。按照(zhao)制造方法(fa)，又(you)分(fen)(fen)為無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)和焊(han)管(guan)兩大(da)類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等(deng)6鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)限定使用無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)外(wai)，其他鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)不僅可以使用無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)還可以使用電阻(zu)焊(han)或電感應焊(han)接方法(fa)生(sheng)產(chan)的直縫(feng)(feng)焊(han)管(guan)。其熱處理工藝，除第1組(zu)(zu)3個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)外(wai)，第1組(zu)(zu)N80Q類、第2、3、4組(zu)(zu)共(gong)14個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)都必須進行全長淬火＋回火處理，并對(dui)第2組(zu)(zu)的8個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定了最(zui)低回火溫度。對(dui)第1組(zu)(zu)、第2組(zu)(zu)M65鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)和第3組(zu)(zu)共(gong)7個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)只(zhi)規(gui)定了硫、磷含量最(zui)大(da)值，而未(wei)規(gui)定其他主要化學成分(fen)(fen)。對(dui)第2組(zu)(zu)和第4組(zu)(zu)共(gong)12個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定了化學成分(fen)(fen)要求。
F 油(you)管和套管的(de)鋼級(ji)表達的(de)具體含義
在API SPEC 5CT標(biao)準(zhun)中，套(tao)管(guan)(guan)和油(you)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)鋼(gang)級標(biao)明(ming)其屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)和一些特殊(shu)的(de)(de)(de)特征。鋼(gang)級標(biao)注(zhu)通常用1個字(zi)母和2或3個數字(zi)表示，如(ru)N80.在大(da)多(duo)數情況下，按照字(zi)母在字(zi)母表中的(de)(de)(de)順序，越往后的(de)(de)(de)字(zi)母，代表管(guan)(guan)子(zi)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)越大(da)。例如(ru)，N80一級鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)要比J55的(de)(de)(de)大(da)。數字(zi)符號是以(yi)千(qian)磅每平方英寸表示的(de)(de)(de)管(guan)(guan)材(cai)最小(xiao)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)來確定的(de)(de)(de)。例如(ru)：N80鋼(gang)級的(de)(de)(de)最低屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)為80klb/in2。
API SPEC 5CT標準列出的套(tao)管鋼級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套(tao)管鋼級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國內外常(chang)使(shi)用的非API油管(guan)、套(tao)管(guan)種類
除(chu)了API標(biao)準(zhun)的(de)(de)套管(guan)(guan)(guan)外，國(guo)內外還(huan)研(yan)究(jiu)和(he)發(fa)展了在油(you)田(tian)特殊地(di)質(zhi)工(gong)況環(huan)境(jing)使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)非API套管(guan)(guan)(guan)，包括(kuo)：用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)深井(jing)的(de)(de)超(chao)高強(qiang)度油(you)管(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)；高抗擠(ji)毀套管(guan)(guan)(guan)；含硫(liu)化氫油(you)氣(qi)(qi)井(jing)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)抗硫(liu)化氫應力腐(fu)蝕油(you)管(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)低溫油(you)氣(qi)(qi)井(jing)的(de)(de)高強(qiang)度油(you)管(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)只有二氧(yang)化碳和(he)氯(lv)離子，幾乎(hu)不含硫(liu)化氫腐(fu)蝕性環(huan)境(jing)下使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)油(you)管(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)硫(liu)化氫、二氧(yang)化碳和(he)氯(lv)離子三者共存強(qiang)烈腐(fu)蝕性環(huan)境(jing)下使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)油(you)管(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)。
H 石(shi)油專(zhuan)用管(guan)中的油管(guan)和套管(guan)API標準的螺紋連(lian)接基本情(qing)況
石油(you)專用(yong)管(guan)中(zhong)的油(you)管(guan)和套管(guan)API標準的螺紋連(lian)接(jie)由兩部(bu)分(fen)組(zu)成：管(guan)子(zi)或(huo)公(gong)端(duan)以(yi)及接(jie)箍或(huo)母(mu)端(duan)。有外螺紋的叫管(guan)子(zi)或(huo)公(gong)端(duan)，有內螺紋的叫接(jie)箍或(huo)母(mu)端(duan)。
兩個(ge)(ge)公端用一個(ge)(ge)接箍(gu)連接起(qi)來，接箍(gu)是(shi)一段外徑比(bi)管(guan)子(zi)稍(shao)大的(de)(de)短(duan)管(guan)。兩端均(jun)有(you)(you)內螺紋。所有(you)(you)帶(dai) API螺紋和(he)接箍(gu)的(de)(de)套管(guan)和(he)管(guan)線管(guan)都(dou)是(shi)不加(jia)厚的(de)(de)。
油管(guan)是不加(jia)厚或外(wai)加(jia)厚，管(guan)端(duan)(duan)的(de)(de)內徑大約等(deng)于管(guan)體的(de)(de)內徑，但加(jia)厚端(duan)(duan)的(de)(de)外(wai)徑比管(guan)體大，整體連接油管(guan)的(de)(de)兩端(duan)(duan)是加(jia)厚的(de)(de)。
API規范中(zhong)包(bao)括4種螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)，即管(guan)線管(guan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)、圓(yuan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)、偏(pian)梯形螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)以及直連(lian)型螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)。管(guan)線管(guan)、圓(yuan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)、偏(pian)梯形的(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)在(zai)擰(ning)接裝(zhuang)配(pei)時要求配(pei)合在(zai)一(yi)起，達到用(yong)密(mi)封填充(chong)脂一(yi)起阻止從(cong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)泄漏。直連(lian)型套(tao)管(guan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)末設(she)計成密(mi)封的(de)，直連(lian)型連(lian)接的(de)密(mi)封是采用(yong)金屬對金屬的(de)密(mi)封來實現的(de)。
I API標準螺紋(wen)的主要(yao)參數
API標準螺紋的主(zhu)要參數包括(kuo)：
1. 螺(luo)紋長度(du)（除(chu)偏梯形螺(luo)紋）：從螺(luo)紋起點（管端）到消失(shi)點的長度(du)；
2. 螺紋(wen)高度：螺紋(wen)齒頂(ding)到齒底(di)間的距離；
3. 螺(luo)距：螺(luo)紋任一點(dian)沿軸(zhou)向到相鄰齒的對應點(dian)的距離(li)；
4. 螺紋(wen)錐度：以英寸(cun)表示的每(mei)英寸(cun)螺紋(wen)長度的螺紋(wen)直徑變化；
5. 緊密(mi)距(ju)：管子(zi)或(huo)接箍端面到環規或(huo)塞(sai)規擰緊位置間沿(yan)軸向測得的距(ju)離；
6. 螺(luo)(luo)紋尾(wei)扣錐度(du)(du)（僅偏梯(ti)螺(luo)(luo)紋）：切削工具的快速退刀造成螺(luo)(luo)紋末端(duan)有(you)一個陡峭的斜(xie)度(du)(du)。
