A 目前國內外廣泛使用的油氣(qi)輸(shu)送(song)鋼(gang)管采(cai)用的標(biao)準(zhun)
目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼(gang)管采用的標準有：
1. 美國石油(you)學會的(de)API SPEC 5L《管(guan)線管(guan)規范》；
2. 國(guo)際標(biao)準ISO 3183-1、2、3《石(shi)油天然(ran)氣(qi) 輸(shu)送鋼管 交貨技術條件(jian)》；
3. 對于一些重要的長輸管線，根據具體的使(shi)用(yong)環境都有自己的補(bu)充(chong)采購技(ji)術條件。
B 在(zai)API油氣輸送鋼管標準中鋼管的分類及(ji)其主要區(qu)別
按照(zhao)API SPEC 5L的(de)規(gui)定(ding)，輸送鋼(gang)管(guan)分為PLS1和(he)PLS2兩個產(chan)品級別，對(dui)這兩類產(chan)品規(gui)定(ding)了不同的(de)技術條件(jian)。其主要(yao)(yao)區(qu)別是(shi)：相對(dui)于PLS1、PLS2級別對(dui)碳當量、斷裂韌(ren)性、最(zui)大(da)屈服強(qiang)(qiang)度(du)和(he)最(zui)大(da)抗拉強(qiang)(qiang)度(du)規(gui)定(ding)了強(qiang)(qiang)度(du)要(yao)(yao)求(qiu)。對(dui)硫、磷(lin)等有害元素(su)的(de)控制(zhi)(zhi)也(ye)更加嚴格(ge)。無縫管(guan)的(de)無損(sun)檢驗成(cheng)為強(qiang)(qiang)制(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)。對(dui)質保(bao)書必(bi)須(xu)填(tian)寫的(de)內(nei)容及試驗完成(cheng)后(hou)可追(zhui)溯性成(cheng)為強(qiang)(qiang)制(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)。
C 在ISO油氣輸送鋼管標準(zhun)中(zhong)鋼管的分級及其(qi)主要區別
在ISO 3183 油氣輸送鋼管標準中(zhong)，鋼管按照質(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)之間的差異，共分為A、B、C三(san)部分，也被稱為A、B、C三(san)級要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)。其主要(yao)(yao)(yao)區別(bie)是：在ISO 3183-1A級標準要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)制定(ding)了(le)與(yu)API SPEC 5L的規定(ding)相當的基本(ben)質(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些主要(yao)(yao)(yao)的質(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)是通用的；在ISO 3183-2B級標準要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)除基本(ben)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)之外附加了(le)有關韌性(xing)(xing)和無(wu)損(sun)檢驗方面的要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)；還(huan)有某些特殊用途，例如酸性(xing)(xing)環境(jing)、海洋條(tiao)件及(ji)低溫條(tiao)件等對鋼管的質(zhi)量(liang)和試驗有著(zhu)非常(chang)嚴(yan)格的要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些主要(yao)(yao)(yao)反映在ISO 3183-3C級標準要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)。
D 油氣(qi)輸送管道對鋼(gang)的主要(yao)性(xing)能(neng)要(yao)求
油氣輸送管道(dao)對鋼的主要性能要求包(bao)括：
1. 強度
一般的(de)油氣(qi)輸送管道都是根據鋼(gang)(gang)材的(de)屈服強(qiang)度設計的(de)。采用屈服強(qiang)度較(jiao)高的(de)鋼(gang)(gang)制管，可以(yi)提高管道工壓力，獲得較(jiao)好的(de)經濟效益。因(yin)此，管道用鋼(gang)(gang)的(de)屈服強(qiang)度已(yi)經從最(zui)初(chu)的(de)碳素(su)鋼(gang)(gang)逐步發展起來，20世紀(ji)40年代為X42~X52鋼(gang)(gang)級，60年代末(mo)達到X60~X70鋼(gang)(gang)級。
現已正式(shi)生產和正式(shi)使用屈(qu)服強度(du)已達到(dao)更(geng)高(gao)的X80~X100鋼級。
2. 韌性
20世紀50年代和(he)(he)(he)60年代，世界(jie)(jie)許(xu)多地(di)區都發生(sheng)過(guo)油(you)氣管道(dao)的(de)(de)破裂(lie)事(shi)故(gu)(gu)，通過(guo)對(dui)(dui)這些(xie)事(shi)故(gu)(gu)的(de)(de)分析(xi)，大大促進了人們對(dui)(dui)管道(dao)韌性(xing)指標的(de)(de)認識。API5L規(gui)(gui)定，除(chu)常規(gui)(gui)的(de)(de)機(ji)械性(xing)能檢驗(yan)(yan)外，生(sheng)產廠還應按SR5和(he)(he)(he)SR6補充要(yao)求進行V形缺口(kou)夏比(bi)沖擊試驗(yan)(yan)和(he)(he)(he)落錘撕裂(lie)試驗(yan)(yan)（即DWTT),鋼管出(chu)廠前應進行嚴格的(de)(de)無損(sun)檢驗(yan)(yan)。盡管如此，對(dui)(dui)于(yu)長(chang)輸管道(dao)來(lai)說，要(yao)完(wan)全避免(mian)破裂(lie)是困難的(de)(de)，還必(bi)須(xu)著眼于(yu)裂(lie)紋失穩擴展的(de)(de)阻止。研究(jiu)表明，可以用控制DWTT值的(de)(de)辦法達到止裂(lie)。為此，世界(jie)(jie)許(xu)多國家對(dui)(dui)管道(dao)鋼規(gui)(gui)定了DWTT試驗(yan)(yan)的(de)(de)斷口(kou)剪切面積百分比(bi)的(de)(de)最低值。
3. 可焊性
由于野外敷設管道的(de)現場條(tiao)件(jian)惡劣(lie)，鋼(gang)管對(dui)接焊(han)(han)接時要(yao)求有良好的(de)可焊(han)(han)性。可焊(han)(han)性差的(de)鋼(gang)管在焊(han)(han)接時易(yi)在焊(han)(han)縫(feng)處產生裂(lie)紋，并造成(cheng)焊(han)(han)縫(feng)及熱影(ying)響區硬度增高、韌性下降，增加管道破裂(lie)的(de)可能性。鋼(gang)材可焊(han)(han)性設計原則(ze)是對(dui)馬(ma)氏體轉變點及淬硬性的(de)控制(zhi)。根據合金元素對(dui)馬(ma)氏體轉變點的(de)影(ying)響和實際(ji)經驗確定(ding)的(de)碳當量計算公式，可用來評(ping)定(ding)鋼(gang)的(de)可焊(han)(han)性。碳當量一般應控制(zhi)在0.40%以下。實際(ji)上，大多數鋼(gang)廠均控制(zhi)在0.35%以下。
4. 延展性
如(ru)果延展(zhan)性不足，會導(dao)致冷彎(wan)成形過程鋼(gang)板劈裂(lie)或在(zai)焊接過程產生(sheng)層狀(zhuang)撕(si)裂(lie)。因此(ci)，API標準對(dui)管道(dao)焊管除規定進行壓扁試(shi)驗(yan)外，還要求進行導(dao)向彎(wan)曲試(shi)驗(yan)。提高延展(zhan)性的(de)關鍵是(shi)減少鋼(gang)中非金屬夾(jia)雜物并控(kong)制夾(jia)雜物的(de)形態和分(fen)布。
5. 耐腐蝕(shi)性
在(zai)輸送含(han)硫(liu)(liu)油氣時，管(guan)(guan)道內壁接(jie)觸硫(liu)(liu)化氫和(he)(he)二氧(yang)化碳(tan)，從而(er)導致(zhi)氫脆(cui)和(he)(he)應力(li)腐蝕破裂。一(yi)般采(cai)用降低鋼的(de)含(han)硫(liu)(liu)量、控制硫(liu)(liu)化物(wu)形態(tai)、改(gai)善沿壁厚(hou)方向的(de)韌性(xing)(xing)等措施。其主要特點(dian)是(shi)(shi)通(tong)過(guo)微合金(jin)化和(he)(he)控制軋制，在(zai)熱軋狀態(tai)下獲得高強度(du)、高塑性(xing)(xing)、高韌性(xing)(xing)和(he)(he)良(liang)好的(de)可(ke)焊(han)性(xing)(xing)。為(wei)了全面滿(man)足(zu)石油天然氣輸送管(guan)(guan)道對(dui)鋼的(de)性(xing)(xing)能要求，除了嚴密(mi)的(de)合金(jin)設計外，對(dui)硫(liu)(liu)、磷等有害元素的(de)控制也非常嚴格。一(yi)般含(han)硫(liu)(liu)量控制在(zai)0.010%以(yi)下，以(yi)提(ti)高鋼的(de)塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)，特別是(shi)(shi)橫向韌性(xing)(xing)。
E. 石油(you)專用管中(zhong)的(de)油(you)管和(he)套管在(zai)API標(biao)準中(zhong)的(de)分(fen)類
石油(you)專用管中(zhong)(zhong)的(de)油(you)管和套管在 API標準中(zhong)(zhong)的(de)分類如表 1-10 所示。
在API 5CT標(biao)準中(zhong)套管和(he)油管分為4組(zu)、19個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)。按照制造方法，又分為無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管和(he)焊管兩大(da)類(lei)。除(chu)L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)限定(ding)(ding)使用(yong)(yong)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管外，其(qi)他鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)不僅(jin)可以(yi)使用(yong)(yong)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管還可以(yi)使用(yong)(yong)電(dian)阻(zu)焊或電(dian)感應焊接方法生產的(de)直縫(feng)焊管。其(qi)熱處理(li)工藝，除(chu)第(di)1組(zu)3個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)外，第(di)1組(zu)N80Q類(lei)、第(di)2、3、4組(zu)共14個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)都必須進行全長淬火(huo)＋回(hui)火(huo)處理(li)，并對(dui)(dui)第(di)2組(zu)的(de)8個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定(ding)(ding)了最低回(hui)火(huo)溫度。對(dui)(dui)第(di)1組(zu)、第(di)2組(zu)M65鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)和(he)第(di)3組(zu)共7個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)只規(gui)定(ding)(ding)了硫、磷含量最大(da)值，而未規(gui)定(ding)(ding)其(qi)他主(zhu)要(yao)化學(xue)(xue)成(cheng)分。對(dui)(dui)第(di)2組(zu)和(he)第(di)4組(zu)共12個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定(ding)(ding)了化學(xue)(xue)成(cheng)分要(yao)求。
F 油管(guan)和套(tao)管(guan)的(de)鋼(gang)級(ji)表達的(de)具體含義
在API SPEC 5CT標準中，套管和(he)油管的(de)(de)(de)鋼級(ji)標明其屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度和(he)一(yi)(yi)些特殊(shu)的(de)(de)(de)特征。鋼級(ji)標注通常用1個字(zi)母(mu)和(he)2或3個數字(zi)表示(shi)，如(ru)N80.在大多數情況下，按(an)照(zhao)字(zi)母(mu)在字(zi)母(mu)表中的(de)(de)(de)順序(xu)，越往(wang)后的(de)(de)(de)字(zi)母(mu)，代表管子的(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度越大。例如(ru)，N80一(yi)(yi)級(ji)鋼材的(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度要比J55的(de)(de)(de)大。數字(zi)符號(hao)是(shi)以(yi)千磅每平方英寸表示(shi)的(de)(de)(de)管材最(zui)小(xiao)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度來確定的(de)(de)(de)。例如(ru)：N80鋼級(ji)的(de)(de)(de)最(zui)低(di)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度為80klb/in2。
API SPEC 5CT標準(zhun)列出(chu)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 國內外常使用的非API油管、套管種類
除了(le)API標準(zhun)的套(tao)管(guan)外，國內外還研究(jiu)和(he)發展了(le)在油(you)田特殊地質工況(kuang)環境使(shi)用的非API套(tao)管(guan)，包括：用于深井的超高強(qiang)度(du)油(you)管(guan)、套(tao)管(guan)；高抗擠毀套(tao)管(guan)；含硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)油(you)氣井中(zhong)使(shi)用的抗硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)應力腐蝕油(you)管(guan)、套(tao)管(guan)；用于低溫油(you)氣井的高強(qiang)度(du)油(you)管(guan)、套(tao)管(guan)；用于只有二(er)氧化(hua)碳和(he)氯離子，幾乎不含硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)腐蝕性(xing)環境下使(shi)用的油(you)管(guan)、套(tao)管(guan)；用于硫(liu)化(hua)氫(qing)(qing)、二(er)氧化(hua)碳和(he)氯離子三者(zhe)共(gong)存強(qiang)烈腐蝕性(xing)環境下使(shi)用的油(you)管(guan)、套(tao)管(guan)。
H 石(shi)油專用管(guan)中的(de)油管(guan)和套管(guan)API標(biao)準的(de)螺紋連接(jie)基本情況
石油專用管中(zhong)的油管和套管API標準的螺紋連接由兩(liang)部分(fen)組成(cheng)：管子(zi)或(huo)公(gong)端以及接箍(gu)或(huo)母(mu)端。有外螺紋的叫管子(zi)或(huo)公(gong)端，有內螺紋的叫接箍(gu)或(huo)母(mu)端。
兩(liang)個(ge)公端用一(yi)個(ge)接箍(gu)連(lian)接起來(lai)，接箍(gu)是一(yi)段外徑(jing)比管(guan)(guan)(guan)子(zi)稍大的短管(guan)(guan)(guan)。兩(liang)端均有(you)內螺(luo)(luo)紋。所有(you)帶(dai) API螺(luo)(luo)紋和接箍(gu)的套管(guan)(guan)(guan)和管(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)都是不加厚(hou)的。
油(you)管(guan)是不加厚(hou)或外(wai)加厚(hou)，管(guan)端的(de)內徑大約等(deng)于管(guan)體(ti)的(de)內徑，但(dan)加厚(hou)端的(de)外(wai)徑比管(guan)體(ti)大，整體(ti)連接油(you)管(guan)的(de)兩端是加厚(hou)的(de)。
API規范中包括(kuo)4種螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)，即管(guan)線(xian)管(guan)螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、圓螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯形(xing)螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)以及直連型螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)。管(guan)線(xian)管(guan)、圓螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯形(xing)的螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)在(zai)擰接(jie)裝配時要求配合在(zai)一起，達到(dao)用密封填充(chong)脂一起阻止從螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)泄漏(lou)。直連型套(tao)管(guan)螺(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)末設(she)計成密封的，直連型連接(jie)的密封是采用金屬(shu)對(dui)金屬(shu)的密封來實現的。
I API標準螺(luo)紋的主要參數(shu)
API標準(zhun)螺紋的主(zhu)要參數(shu)包(bao)括：
1. 螺紋(wen)長度(du)（除偏(pian)梯(ti)形(xing)螺紋(wen)）：從螺紋(wen)起點(dian)（管端(duan)）到(dao)消(xiao)失(shi)點(dian)的(de)長度(du)；
2. 螺紋(wen)高度：螺紋(wen)齒(chi)頂到齒(chi)底間的距離；
3. 螺距：螺紋任一點沿軸(zhou)向到相鄰(lin)齒的對應點的距離；
4. 螺(luo)紋(wen)錐度：以(yi)英寸(cun)表(biao)示的每(mei)英寸(cun)螺(luo)紋(wen)長度的螺(luo)紋(wen)直(zhi)徑變化；
5. 緊密距：管子或(huo)(huo)接箍端(duan)面(mian)到環規或(huo)(huo)塞規擰緊位(wei)置間沿軸向測得的距離(li)；
6. 螺紋尾扣錐(zhui)度（僅偏(pian)梯螺紋）：切(qie)削(xue)工(gong)具的快速退刀造成螺紋末端有一個陡峭的斜度。
