A 目(mu)前(qian)國(guo)內外(wai)廣泛(fan)使用的油(you)氣輸送鋼(gang)管(guan)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)學會的API SPEC 5L《管線管規范》；
2. 國(guo)際標(biao)準ISO 3183-1、2、3《石(shi)油(you)天(tian)然(ran)氣 輸(shu)送鋼管 交貨技(ji)術(shu)條(tiao)件》；
3. 對于一些重要的(de)(de)長輸管線(xian)，根據(ju)具體的(de)(de)使用環境(jing)都有自己的(de)(de)補(bu)充(chong)采購技術條件。
B 在API油(you)氣輸送鋼管標準中鋼管的分類(lei)及其主要區(qu)別
按照API SPEC 5L的(de)規定，輸送鋼管(guan)(guan)分為(wei)(wei)PLS1和PLS2兩個產品(pin)級別，對(dui)這兩類產品(pin)規定了(le)不同的(de)技術條件。其(qi)主要(yao)區別是(shi)：相對(dui)于PLS1、PLS2級別對(dui)碳(tan)當量、斷裂韌性、最(zui)大屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和最(zui)大抗拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)規定了(le)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)要(yao)求。對(dui)硫、磷等有(you)害元(yuan)素的(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)也(ye)更加嚴(yan)格。無縫管(guan)(guan)的(de)無損檢驗成(cheng)為(wei)(wei)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)制(zhi)(zhi)(zhi)要(yao)求。對(dui)質保書必須填(tian)寫的(de)內容及試驗完成(cheng)后可追溯性成(cheng)為(wei)(wei)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)制(zhi)(zhi)(zhi)要(yao)求。
C 在ISO油氣輸送(song)鋼(gang)管標準中鋼(gang)管的分級及其主要區別
在ISO 3183 油氣輸送(song)鋼管(guan)標準(zhun)中，鋼管(guan)按照質(zhi)量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)之間的(de)(de)差異，共分(fen)為A、B、C三部分(fen)，也被稱(cheng)為A、B、C三級(ji)(ji)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。其主要(yao)(yao)(yao)(yao)區(qu)別是：在ISO 3183-1A級(ji)(ji)標準(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)中制定了與API SPEC 5L的(de)(de)規定相當的(de)(de)基本質(zhi)量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，這些主要(yao)(yao)(yao)(yao)的(de)(de)質(zhi)量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)是通用的(de)(de)；在ISO 3183-2B級(ji)(ji)標準(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)中除基本要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)之外附(fu)加了有(you)關(guan)韌性和(he)無損(sun)檢驗方面的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)；還有(you)某些特殊用途，例如(ru)酸(suan)性環境、海洋條件(jian)(jian)及(ji)低溫條件(jian)(jian)等對鋼管(guan)的(de)(de)質(zhi)量和(he)試驗有(you)著非(fei)常(chang)嚴格的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，這些主要(yao)(yao)(yao)(yao)反映在ISO 3183-3C級(ji)(ji)標準(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)中。
D 油氣(qi)輸(shu)送管道對鋼的主要性(xing)能要求
油氣(qi)輸送管(guan)道對鋼的(de)主(zhu)要(yao)性能要(yao)求包括：
1. 強度
一般的(de)油氣(qi)輸送管道(dao)都是根(gen)據鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)屈服強(qiang)度設(she)計的(de)。采(cai)用屈服強(qiang)度較(jiao)高(gao)(gao)的(de)鋼(gang)(gang)制(zhi)管，可以(yi)提高(gao)(gao)管道(dao)工壓力，獲得較(jiao)好的(de)經(jing)濟效益(yi)。因此，管道(dao)用鋼(gang)(gang)的(de)屈服強(qiang)度已經(jing)從最初的(de)碳素鋼(gang)(gang)逐步發展起來，20世紀40年代為X42~X52鋼(gang)(gang)級(ji)，60年代末達(da)到X60~X70鋼(gang)(gang)級(ji)。
現已正式(shi)生產和正式(shi)使用(yong)屈(qu)服(fu)強度已達到(dao)更(geng)高的X80~X100鋼級。
2. 韌(ren)性
20世(shi)紀50年代和60年代，世(shi)界(jie)許多(duo)地區都(dou)發生過(guo)油(you)氣管(guan)道(dao)(dao)的(de)破裂事(shi)故(gu)，通過(guo)對這些事(shi)故(gu)的(de)分析，大大促進了人們(men)對管(guan)道(dao)(dao)韌性(xing)(xing)指標的(de)認識。API5L規定，除常規的(de)機械性(xing)(xing)能(neng)檢(jian)驗(yan)外，生產廠(chang)還應按SR5和SR6補充(chong)要(yao)求進行V形(xing)缺口夏比(bi)(bi)沖擊試驗(yan)和落(luo)錘撕裂試驗(yan)（即DWTT),鋼管(guan)出廠(chang)前(qian)應進行嚴格的(de)無(wu)損檢(jian)驗(yan)。盡管(guan)如此，對于長(chang)輸管(guan)道(dao)(dao)來說，要(yao)完全避免破裂是困難(nan)的(de)，還必須(xu)著(zhu)眼于裂紋失穩(wen)擴展的(de)阻止(zhi)。研究表明，可(ke)以用控制DWTT值的(de)辦法達到止(zhi)裂。為此，世(shi)界(jie)許多(duo)國家對管(guan)道(dao)(dao)鋼規定了DWTT試驗(yan)的(de)斷口剪切面積百分比(bi)(bi)的(de)最低值。
3. 可(ke)焊性
由于野(ye)外敷設(she)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)現場(chang)條件惡劣(lie)，鋼(gang)管(guan)對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時要求有良(liang)好的(de)(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)(han)(han)(han)性(xing)(xing)。可(ke)(ke)焊(han)(han)(han)(han)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時易在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)處(chu)產生裂紋(wen)，并造成焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)及熱影響區硬(ying)度增(zeng)高、韌(ren)性(xing)(xing)下(xia)降，增(zeng)加管(guan)道(dao)破(po)裂的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)。鋼(gang)材(cai)可(ke)(ke)焊(han)(han)(han)(han)性(xing)(xing)設(she)計原則是(shi)對(dui)馬(ma)氏體轉(zhuan)變點(dian)及淬硬(ying)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)控(kong)制。根據(ju)合金元素對(dui)馬(ma)氏體轉(zhuan)變點(dian)的(de)(de)(de)影響和實際經(jing)驗確定的(de)(de)(de)碳當(dang)量(liang)計算公式，可(ke)(ke)用(yong)來評定鋼(gang)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)(han)(han)(han)性(xing)(xing)。碳當(dang)量(liang)一般應控(kong)制在(zai)(zai)(zai)0.40%以(yi)下(xia)。實際上，大多數鋼(gang)廠均控(kong)制在(zai)(zai)(zai)0.35%以(yi)下(xia)。
4. 延(yan)展性
如果延展性不足，會導致冷彎成形(xing)過(guo)程鋼板劈裂或在(zai)焊(han)接(jie)過(guo)程產生層(ceng)狀撕裂。因此，API標準對管(guan)道焊(han)管(guan)除規定進行(xing)壓扁試(shi)(shi)驗外，還(huan)要求(qiu)進行(xing)導向彎曲試(shi)(shi)驗。提高延展性的關(guan)鍵是(shi)減(jian)少鋼中非金屬夾雜物(wu)并控制夾雜物(wu)的形(xing)態(tai)和分布(bu)。
5. 耐腐蝕(shi)性
在輸送含硫(liu)油氣(qi)時，管(guan)道(dao)內壁接(jie)觸硫(liu)化氫和(he)(he)二氧化碳，從(cong)而導致氫脆和(he)(he)應力腐蝕破裂。一(yi)般采(cai)用降低鋼(gang)的(de)(de)(de)含硫(liu)量(liang)、控(kong)制(zhi)硫(liu)化物形態、改善沿壁厚方向的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)等措施(shi)。其(qi)主要(yao)特點(dian)是通過微(wei)合金(jin)化和(he)(he)控(kong)制(zhi)軋制(zhi)，在熱軋狀(zhuang)態下獲得高(gao)強度(du)、高(gao)塑(su)性(xing)(xing)、高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)和(he)(he)良好(hao)的(de)(de)(de)可焊性(xing)(xing)。為了(le)全(quan)面(mian)滿足(zu)石油天然(ran)氣(qi)輸送管(guan)道(dao)對鋼(gang)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能要(yao)求(qiu)，除了(le)嚴(yan)密(mi)的(de)(de)(de)合金(jin)設計外，對硫(liu)、磷等有害元素的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)也非常嚴(yan)格。一(yi)般含硫(liu)量(liang)控(kong)制(zhi)在0.010%以(yi)下，以(yi)提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)，特別是橫(heng)向韌(ren)性(xing)(xing)。
E. 石油專用管中的油管和套管在API標準中的分類(lei)
石(shi)油專用管(guan)中的油管(guan)和套管(guan)在 API標準中的分類如表 1-10 所示。
在API 5CT標準中套(tao)管(guan)和油管(guan)分為(wei)4組(zu)(zu)(zu)、19個鋼(gang)(gang)級(ji)。按照制造方法，又分為(wei)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)和焊(han)(han)管(guan)兩大類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)級(ji)限定(ding)使(shi)(shi)用無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)外(wai)，其他鋼(gang)(gang)級(ji)不僅可以使(shi)(shi)用無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)還可以使(shi)(shi)用電阻焊(han)(han)或電感(gan)應焊(han)(han)接方法生產的直縫(feng)(feng)焊(han)(han)管(guan)。其熱處(chu)理工藝，除第(di)(di)(di)(di)1組(zu)(zu)(zu)3個鋼(gang)(gang)級(ji)外(wai)，第(di)(di)(di)(di)1組(zu)(zu)(zu)N80Q類、第(di)(di)(di)(di)2、3、4組(zu)(zu)(zu)共14個鋼(gang)(gang)級(ji)都必須進行全長淬火＋回火處(chu)理，并對(dui)第(di)(di)(di)(di)2組(zu)(zu)(zu)的8個鋼(gang)(gang)級(ji)規定(ding)了(le)最低回火溫(wen)度。對(dui)第(di)(di)(di)(di)1組(zu)(zu)(zu)、第(di)(di)(di)(di)2組(zu)(zu)(zu)M65鋼(gang)(gang)級(ji)和第(di)(di)(di)(di)3組(zu)(zu)(zu)共7個鋼(gang)(gang)級(ji)只規定(ding)了(le)硫、磷含量(liang)最大值，而未規定(ding)其他主要(yao)化學成分。對(dui)第(di)(di)(di)(di)2組(zu)(zu)(zu)和第(di)(di)(di)(di)4組(zu)(zu)(zu)共12個鋼(gang)(gang)級(ji)規定(ding)了(le)化學成分要(yao)求。
F 油管和套管的鋼級表達的具體含義
在(zai)API SPEC 5CT標準中，套管(guan)(guan)(guan)和油管(guan)(guan)(guan)的(de)鋼(gang)級(ji)標明其屈(qu)服(fu)強度(du)和一些特(te)殊的(de)特(te)征(zheng)。鋼(gang)級(ji)標注通(tong)常用1個字(zi)(zi)母(mu)和2或3個數字(zi)(zi)表示(shi)，如N80.在(zai)大多數情況(kuang)下，按照字(zi)(zi)母(mu)在(zai)字(zi)(zi)母(mu)表中的(de)順序，越(yue)往后的(de)字(zi)(zi)母(mu)，代表管(guan)(guan)(guan)子的(de)屈(qu)服(fu)強度(du)越(yue)大。例如，N80一級(ji)鋼(gang)材的(de)屈(qu)服(fu)強度(du)要比(bi)J55的(de)大。數字(zi)(zi)符(fu)號是以千磅(bang)每平方英(ying)寸表示(shi)的(de)管(guan)(guan)(guan)材最小(xiao)屈(qu)服(fu)強度(du)來(lai)確定的(de)。例如：N80鋼(gang)級(ji)的(de)最低屈(qu)服(fu)強度(du)為(wei)80klb/in2。
API SPEC 5CT標(biao)準列出的套(tao)(tao)管鋼級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套(tao)(tao)管鋼級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國內外常使(shi)用(yong)的非API油管、套管種(zhong)類(lei)
除了API標準的(de)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)外，國(guo)內外還(huan)研究和發展了在(zai)油(you)田特殊地質(zhi)工(gong)況環(huan)境使用(yong)(yong)的(de)非API套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)，包括：用(yong)(yong)于(yu)深井(jing)的(de)超高強度(du)(du)油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)；高抗(kang)(kang)擠毀套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)；含(han)硫(liu)化氫油(you)氣井(jing)中(zhong)使用(yong)(yong)的(de)抗(kang)(kang)硫(liu)化氫應(ying)力(li)腐蝕油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)于(yu)低(di)溫油(you)氣井(jing)的(de)高強度(du)(du)油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)于(yu)只有二氧化碳(tan)和氯離(li)子，幾乎不含(han)硫(liu)化氫腐蝕性環(huan)境下使用(yong)(yong)的(de)油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)于(yu)硫(liu)化氫、二氧化碳(tan)和氯離(li)子三者(zhe)共存強烈腐蝕性環(huan)境下使用(yong)(yong)的(de)油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)。
H 石油專(zhuan)用管(guan)中的油管(guan)和(he)套管(guan)API標(biao)準的螺紋連接(jie)基本情(qing)況(kuang)
石(shi)油專用(yong)管(guan)(guan)中的(de)油管(guan)(guan)和(he)套管(guan)(guan)API標準的(de)螺(luo)紋連接由兩部分組成(cheng)：管(guan)(guan)子或(huo)公(gong)端(duan)以及(ji)接箍或(huo)母(mu)端(duan)。有外(wai)螺(luo)紋的(de)叫管(guan)(guan)子或(huo)公(gong)端(duan)，有內螺(luo)紋的(de)叫接箍或(huo)母(mu)端(duan)。
兩個(ge)公端用(yong)一個(ge)接箍(gu)連接起來，接箍(gu)是一段外徑比管(guan)子稍大的短管(guan)。兩端均有內螺紋。所有帶 API螺紋和接箍(gu)的套(tao)管(guan)和管(guan)線(xian)管(guan)都(dou)是不加厚的。
油管(guan)是不加厚(hou)(hou)或(huo)外(wai)加厚(hou)(hou)，管(guan)端的(de)內徑(jing)大約等于管(guan)體(ti)的(de)內徑(jing)，但加厚(hou)(hou)端的(de)外(wai)徑(jing)比(bi)管(guan)體(ti)大，整體(ti)連接油管(guan)的(de)兩端是加厚(hou)(hou)的(de)。
API規范中包括4種螺(luo)(luo)紋(wen)，即(ji)管線(xian)管螺(luo)(luo)紋(wen)、圓螺(luo)(luo)紋(wen)、偏梯(ti)形螺(luo)(luo)紋(wen)以及(ji)直(zhi)(zhi)連(lian)(lian)型(xing)(xing)螺(luo)(luo)紋(wen)。管線(xian)管、圓螺(luo)(luo)紋(wen)、偏梯(ti)形的(de)螺(luo)(luo)紋(wen)在擰接裝配(pei)時要求配(pei)合在一起，達到用密(mi)封(feng)填充(chong)脂一起阻止從螺(luo)(luo)紋(wen)泄漏。直(zhi)(zhi)連(lian)(lian)型(xing)(xing)套管螺(luo)(luo)紋(wen)末設(she)計成密(mi)封(feng)的(de)，直(zhi)(zhi)連(lian)(lian)型(xing)(xing)連(lian)(lian)接的(de)密(mi)封(feng)是采用金屬對金屬的(de)密(mi)封(feng)來實現的(de)。
I API標準(zhun)螺紋的主要(yao)參數
API標(biao)準螺紋(wen)的主(zhu)要參數包括：
1. 螺紋長(chang)度（除偏梯形螺紋）：從螺紋起點（管端）到消失點的長(chang)度；
2. 螺(luo)紋(wen)高度(du)：螺(luo)紋(wen)齒頂到(dao)齒底間的(de)距(ju)離；
3. 螺距(ju)：螺紋(wen)任一點沿軸向到相鄰(lin)齒(chi)的(de)(de)對(dui)應點的(de)(de)距(ju)離(li)；
4. 螺(luo)(luo)紋(wen)錐度：以(yi)英寸表示(shi)的(de)每英寸螺(luo)(luo)紋(wen)長度的(de)螺(luo)(luo)紋(wen)直徑變化；
5. 緊密距：管(guan)子或(huo)接箍(gu)端面到環規(gui)或(huo)塞規(gui)擰(ning)緊位置間沿軸向測得的(de)距離；
6. 螺(luo)紋(wen)(wen)尾扣(kou)錐度(du)（僅偏梯螺(luo)紋(wen)(wen)）：切(qie)削(xue)工具的(de)快(kuai)速(su)退(tui)刀造(zao)成螺(luo)紋(wen)(wen)末(mo)端有一個陡峭的(de)斜度(du)。
