一(yi)、石油管材淬火加熱(re)、保溫時(shi)間的確定
石油(you)管(guan)材指的是(shi)套(tao)管(guan)、油(you)管(guan)、管(guan)線管(guan)及鉆桿，為(wei)了達到標準所要求(qiu)的綜合性能指標，其中(zhong)較高強度的鋼級均須進行調(diao)質(zhi)處理(li)，即淬火加回火。
保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間指的(de)(de)(de)是鋼(gang)(gang)管(guan)實際溫(wen)(wen)度(du)達到(dao)(dao)規定后保持(chi)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間，我們(men)知道，鋼(gang)(gang)管(guan)加(jia)(jia)熱達到(dao)(dao)奧氏體化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)后，將發(fa)生奧氏體的(de)(de)(de)形(xing)(xing)核、長(chang)大及(ji)均勻(yun)化(hua)(hua)這一過程。石油管(guan)材用鋼(gang)(gang)基本上都是中(zhong)(zhong)、低碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)合金(jin)結構鋼(gang)(gang)，鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)有效厚度(du)（壁厚）較薄(bo)且(qie)均勻(yun)，淬(cui)火加(jia)(jia)熱時(shi)(shi)的(de)(de)(de)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間無須過多(duo)，但至少(shao)要大于(yu)5分鐘。保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)長(chang)短要根據鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)種類及(ji)含量略(lve)作調整(zheng)，例如，當鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含有V、Nb、Mo等強(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)形(xing)(xing)成元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi)，應(ying)適當增加(jia)(jia)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間，以(yi)利于(yu)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)溶解，以(yi)達到(dao)(dao)充分發(fa)揮合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)作用。而鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含有非(fei)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)形(xing)(xing)成元(yuan)(yuan)素(su)(su)或弱(ruo)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)形(xing)(xing)成元(yuan)(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等時(shi)(shi)，就(jiu)沒有必要過多(duo)地增加(jia)(jia)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間，否(fou)則將增加(jia)(jia)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)表面氧(yang)化(hua)(hua)，影響(xiang)表面質(zhi)量。
對(dui)于管(guan)端加(jia)厚(hou)的(de)(de)產品，如(ru)鉆桿、油管(guan)等，加(jia)厚(hou)處的(de)(de)壁厚(hou)遠(yuan)大(da)于管(guan)體壁厚(hou)，在這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下，加(jia)熱及保溫時(shi)間應以加(jia)厚(hou)處的(de)(de)壁厚(hou)作為有效厚(hou)度進(jin)行考慮。
二、石油管材鋼(gang)種的選(xuan)擇
在石油管材的(de)標準中，對(dui)(dui)鋼(gang)種的(de)化學成分作(zuo)出(chu)了明確規定，其(qi)中P、S含量是必須保證(zheng)的(de)。對(dui)(dui)于低鋼(gang)級(ji)產(chan)品，除P、S外(wai)，對(dui)(dui)其(qi)他元素(su)不作(zuo)規定；而(er)對(dui)(dui)高鋼(gang)級(ji)或有特殊使用性能(neng)要求(qiu)(qiu)的(de)鋼(gang)級(ji)，不僅對(dui)(dui)P、S有較(jiao)嚴格的(de)要求(qiu)(qiu)，對(dui)(dui)其(qi)他元素(su)也作(zuo)出(chu)了相(xiang)(xiang)應的(de)規定，列出(chu)有相(xiang)(xiang)應要求(qiu)(qiu)的(de)主要元素(su)包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等(deng)。
對于低(di)鋼級的(de)(de)產品，如套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)及油管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)H40、J55鋼級，采用中(zhong)(zhong)碳以(yi)Mn為主合金元素的(de)(de)鋼種，軋態即可(ke)滿(man)足標準要求；而(er)管(guan)(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)(guan)有焊接性(xing)(xing)能的(de)(de)限制(zhi)，只(zhi)能采用低(di)碳Mn鋼或者再增加微量的(de)(de)Nb、V、Ti等元素，以(yi)改善鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)性(xing)(xing)能。
對(dui)于(yu)高鋼(gang)級的(de)(de)(de)產(chan)品，標準上就要(yao)(yao)求(qiu)以熱(re)處(chu)理狀態交貨，在性(xing)能指標中(zhong)，都包含有(you)力學(xue)性(xing)能要(yao)(yao)求(qiu)。有(you)的(de)(de)(de)鋼(gang)級如C90、T95還要(yao)(yao)求(qiu)抗(kang)H,S應(ying)力腐蝕試驗，并對(dui)熱(re)處(chu)理的(de)(de)(de)最低回火(huo)溫度有(you)要(yao)(yao)求(qiu)；標準中(zhong)對(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)透性(xing)也作出了(le)相應(ying)的(de)(de)(de)規定(ding)(ding)，如C90、T95鋼(gang)級，鋼(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)透性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)淬(cui)火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)馬氏體含量不小于(yu)90%;其他鋼(gang)級淬(cui)火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)馬氏體含量不小于(yu)50%.根據這些要(yao)(yao)求(qiu)，不同鋼(gang)種的(de)(de)(de)化學(xue)成分在滿足標準規定(ding)(ding)的(de)(de)(de)前(qian)提下，必須(xu)對(dui)元(yuan)素的(de)(de)(de)選用及含量進行調整，并通過試驗確(que)定(ding)(ding)適用的(de)(de)(de)化學(xue)成分。
三、石油管材淬火的要求和判斷
高鋼級的(de)石油管材(cai)產品均須調(diao)質處(chu)理才能(neng)達到標準要(yao)(yao)求的(de)性(xing)能(neng)要(yao)(yao)求，所(suo)謂調(diao)質即淬火(huo)加高溫回(hui)火(huo)，得到回(hui)火(huo)索(suo)氏(shi)體組織，并具有綜合的(de)性(xing)能(neng)組合。
淬(cui)(cui)火(huo)(huo)的目(mu)的在(zai)于獲得馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織，但在(zai)實(shi)際生產(chan)中，獲得100%馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)是很(hen)難(nan)做到。這樣，經高溫回火(huo)(huo)后可獲得均勻的索氏(shi)(shi)體(ti)，這一點對于高強度高韌性(xing)及抗(kang)硫(liu)化氫(qing)應力腐蝕(shi)鋼級十分重要。在(zai)標(biao)準(zhun)（API5CT)中對須調質處理的鋼級均有淬(cui)(cui)透性(xing)要求，其(qi)中，抗(kang)硫(liu)化氫(qing)的C90、T95鋼級要求淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含(han)(han)量不(bu)小于90%;其(qi)他鋼級的淬(cui)(cui)透性(xing)要求淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含(han)(han)量不(bu)小于50%。
在API5CT中對馬氏體含量的(de)判斷(duan)用檢測硬(ying)度(du)值(zhi)(zhi)的(de)方(fang)法(fa)進行判斷(duan)，從(cong)全長(chang)淬火(huo)的(de)管子上取一個(ge)環(huan)型試樣(yang)，分為四個(ge)象限，在每個(ge)象限內沿壁厚的(de)內、中、外(wai)打9個(ge)硬(ying)度(du)壓痕，取內、中、外(wai)3個(ge)硬(ying)度(du)讀數(shu)平均(jun)值(zhi)(zhi)作為一個(ge)硬(ying)度(du)值(zhi)(zhi)，硬(ying)度(du)值(zhi)(zhi)應大于或等于按下面公式計算的(de)硬(ying)度(du)值(zhi)(zhi)。
對(dui)于(yu)(yu)不小于(yu)(yu)90%馬氏體時的(de)硬度值公式：HRC =58×w(C)+27
對于不小(xiao)于50%馬氏體時的(de)硬(ying)度值公式：HRC=52×w(C)+21
四、石油(you)管材(cai)常(chang)用的淬火方式
石油管材目前(qian)常用的淬火方式有以下幾種(zhong)：
1. 浸入式(shi)固定內噴
鋼管置于淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)槽內的(de)(de)V型座上，一端(duan)由(you)壓頭壓緊(jin)，內噴(pen)嘴(zui)向管內噴(pen)入淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)介質，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)槽側面有一排噴(pen)管橫向噴(pen)出淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)介質，起到對槽內介質的(de)(de)攪拌作用，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)結束后由(you)翻料鉤或提升鏈(lian)條將(jiang)鋼管移出淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)槽，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后鋼管的(de)(de)彎曲及橢圓度較大；
2. 浸入式旋轉(zhuan)內噴
與(yu)浸入式固定內噴(pen)的區別在于鋼管淬火過程中始終進行(xing)旋轉，其余大致相(xiang)同，淬火后(hou)鋼管的彎曲度(du)及橢圓度(du)較小；
3. 旋轉式外淋內噴
鋼(gang)管(guan)(guan)淬火時置(zhi)于(yu)旋轉輪上(shang)，并由(you)壓(ya)(ya)緊輪壓(ya)(ya)住進行旋轉，鋼(gang)管(guan)(guan)上(shang)部由(you)一排噴(pen)水(shui)管(guan)(guan)向管(guan)(guan)子(zi)表面噴(pen)水(shui)，在管(guan)(guan)子(zi)端部由(you)一個(ge)噴(pen)嘴向管(guan)(guan)內(nei)噴(pen)水(shui)，冷卻(que)結束后(hou)由(you)出料(liao)機構使管(guan)(guan)子(zi)離開淬火工(gong)位(wei)進入收集(ji)料(liao)架或收集(ji)鏈(lian)上(shang)，淬火后(hou)鋼(gang)管(guan)(guan)的彎曲度及橢(tuo)圓度較(jiao)小。
