一、石油(you)管材淬火加熱、保溫時(shi)間的確定
石油管(guan)材(cai)指的(de)是(shi)套管(guan)、油管(guan)、管(guan)線管(guan)及(ji)鉆桿，為了達到標(biao)準所要求的(de)綜合性能指標(biao)，其中較高強度的(de)鋼級均須進(jin)行(xing)調質處理，即(ji)淬火(huo)加回火(huo)。
保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)指的(de)(de)(de)是鋼(gang)管(guan)實際溫(wen)(wen)度達到規(gui)定后保(bao)持(chi)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，我們知道，鋼(gang)管(guan)加熱達到奧(ao)氏體(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度后，將發(fa)生奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)形(xing)核(he)、長大及(ji)均勻(yun)化(hua)這(zhe)一(yi)過(guo)程。石油管(guan)材用鋼(gang)基(ji)本上都是中、低碳的(de)(de)(de)合(he)金(jin)結構鋼(gang)，鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)有效厚度（壁(bi)厚）較薄(bo)且均勻(yun)，淬火(huo)加熱時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)無須過(guo)多，但至少要大于5分鐘。保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)長短要根據鋼(gang)中的(de)(de)(de)合(he)金(jin)元素種類及(ji)含量略作調整，例如，當鋼(gang)中含有V、Nb、Mo等強碳化(hua)物形(xing)成(cheng)元素時(shi)(shi)(shi)，應適(shi)當增加保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，以(yi)利于碳化(hua)物的(de)(de)(de)溶解(jie)，以(yi)達到充分發(fa)揮(hui)合(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)作用。而鋼(gang)中含有非(fei)碳化(hua)物形(xing)成(cheng)元素或弱碳化(hua)物形(xing)成(cheng)元素時(shi)(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等時(shi)(shi)(shi)，就(jiu)沒有必要過(guo)多地增加保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否(fou)則將增加鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)表面氧化(hua)，影響表面質量。
對于管(guan)端加(jia)厚(hou)(hou)(hou)的產品，如鉆桿(gan)、油管(guan)等，加(jia)厚(hou)(hou)(hou)處(chu)(chu)的壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)遠大于管(guan)體壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)，在這種情況下，加(jia)熱及保溫(wen)時間應以加(jia)厚(hou)(hou)(hou)處(chu)(chu)的壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)作為有效厚(hou)(hou)(hou)度進行考慮。
二、石(shi)油管材鋼種的(de)選擇
在石(shi)油管(guan)材的標準中，對鋼種的化(hua)學成分作(zuo)出了明確(que)規(gui)定(ding)，其中P、S含量是必須保(bao)證的。對于低鋼級(ji)產(chan)品，除(chu)P、S外，對其他(ta)元素不(bu)作(zuo)規(gui)定(ding)；而對高(gao)鋼級(ji)或有(you)特殊使用性能要(yao)求的鋼級(ji)，不(bu)僅對P、S有(you)較嚴格(ge)的要(yao)求，對其他(ta)元素也作(zuo)出了相應的規(gui)定(ding)，列出有(you)相應要(yao)求的主要(yao)元素包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等(deng)。
對于低鋼(gang)(gang)級的(de)產品，如(ru)套管及油(you)管中(zhong)(zhong)的(de)H40、J55鋼(gang)(gang)級，采用中(zhong)(zhong)碳(tan)以(yi)Mn為(wei)主合金元(yuan)素的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)，軋(ya)態即可滿(man)足標準(zhun)要求(qiu)；而管線(xian)管有焊接性(xing)能(neng)的(de)限制，只能(neng)采用低碳(tan)Mn鋼(gang)(gang)或者再增加(jia)微(wei)量的(de)Nb、V、Ti等元(yuan)素，以(yi)改善鋼(gang)(gang)管的(de)性(xing)能(neng)。
對(dui)(dui)于(yu)高(gao)鋼(gang)(gang)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品，標準(zhun)上就要(yao)求以熱處理(li)狀態交貨(huo)，在(zai)性(xing)能(neng)指標中，都包含(han)有力學(xue)性(xing)能(neng)要(yao)求。有的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)級(ji)如(ru)C90、T95還要(yao)求抗H,S應(ying)(ying)力腐蝕試驗，并(bing)對(dui)(dui)熱處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)最低(di)回火(huo)溫度有要(yao)求；標準(zhun)中對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)淬透性(xing)也作出(chu)了相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定，如(ru)C90、T95鋼(gang)(gang)級(ji)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)淬透性(xing)要(yao)求淬火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏體含(han)量不(bu)小于(yu)90%;其他鋼(gang)(gang)級(ji)淬火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏體含(han)量不(bu)小于(yu)50%.根據這(zhe)些要(yao)求，不(bu)同鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)成分在(zai)滿足標準(zhun)規(gui)定的(de)(de)(de)(de)(de)前提下，必(bi)須對(dui)(dui)元素的(de)(de)(de)(de)(de)選用及含(han)量進行調整，并(bing)通過試驗確定適(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)成分。
三(san)、石油管材(cai)淬火的要求和(he)判斷(duan)
高鋼級的石油(you)管材產品均須調(diao)質(zhi)處理才能達到標準要求的性能要求，所謂調(diao)質(zhi)即淬火(huo)加高溫回(hui)火(huo)，得到回(hui)火(huo)索氏體(ti)組織，并(bing)具有綜合的性能組合。
淬火(huo)的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)(zai)于(yu)獲得馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織，但在(zai)(zai)實際生產中，獲得100%馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)是(shi)很難做到。這(zhe)樣，經高(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)后(hou)(hou)可(ke)獲得均勻的(de)(de)索(suo)氏(shi)(shi)體(ti)，這(zhe)一點對(dui)于(yu)高(gao)強度高(gao)韌(ren)性(xing)及抗硫化氫應力腐(fu)蝕鋼(gang)級(ji)十(shi)分重要(yao)。在(zai)(zai)標準(zhun)（API5CT)中對(dui)須(xu)調質(zhi)處理的(de)(de)鋼(gang)級(ji)均有淬透(tou)性(xing)要(yao)求，其中，抗硫化氫的(de)(de)C90、T95鋼(gang)級(ji)要(yao)求淬火(huo)后(hou)(hou)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含(han)量不小(xiao)于(yu)90%;其他(ta)鋼(gang)級(ji)的(de)(de)淬透(tou)性(xing)要(yao)求淬火(huo)后(hou)(hou)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含(han)量不小(xiao)于(yu)50%。
在API5CT中對馬(ma)氏(shi)體(ti)含量的(de)判(pan)斷用檢測硬(ying)度(du)值(zhi)的(de)方(fang)法進(jin)行(xing)判(pan)斷，從全長(chang)淬火(huo)的(de)管子上(shang)取一個環型試樣，分為四(si)個象限，在每個象限內(nei)沿壁厚的(de)內(nei)、中、外打9個硬(ying)度(du)壓(ya)痕，取內(nei)、中、外3個硬(ying)度(du)讀(du)數(shu)平均值(zhi)作為一個硬(ying)度(du)值(zhi)，硬(ying)度(du)值(zhi)應大于(yu)或(huo)等于(yu)按下(xia)面公(gong)式計算(suan)的(de)硬(ying)度(du)值(zhi)。
對于(yu)不小(xiao)于(yu)90%馬氏體時的硬度值公式：HRC =58×w(C)+27
對于(yu)不(bu)小于(yu)50%馬氏(shi)體時的(de)硬(ying)度值(zhi)公式：HRC=52×w(C)+21
四、石油管材常用的淬(cui)火方式
石油管材(cai)目前常用的(de)淬火(huo)方式有以下幾種(zhong)：
1. 浸入(ru)式固定內噴(pen)
鋼管置于淬(cui)火(huo)槽(cao)內(nei)的(de)V型(xing)座(zuo)上，一(yi)端由(you)壓頭壓緊(jin)，內(nei)噴(pen)嘴向(xiang)管內(nei)噴(pen)入(ru)淬(cui)火(huo)介(jie)質(zhi)，淬(cui)火(huo)槽(cao)側面有一(yi)排噴(pen)管橫向(xiang)噴(pen)出淬(cui)火(huo)介(jie)質(zhi)，起到對槽(cao)內(nei)介(jie)質(zhi)的(de)攪拌作用，淬(cui)火(huo)結束后由(you)翻料(liao)鉤或提(ti)升(sheng)鏈條將鋼管移出淬(cui)火(huo)槽(cao)，淬(cui)火(huo)后鋼管的(de)彎曲及橢圓度較大；
2. 浸入(ru)式旋轉內噴
與浸入式(shi)固定內噴的區別在(zai)于鋼(gang)(gang)管(guan)淬火過程(cheng)中始終進行旋(xuan)轉，其余大致相(xiang)同，淬火后鋼(gang)(gang)管(guan)的彎曲度(du)及橢(tuo)圓度(du)較小；
3. 旋(xuan)轉式(shi)外淋內噴
鋼管(guan)(guan)淬(cui)火時置于旋轉輪上(shang)(shang)，并由壓緊輪壓住進行旋轉，鋼管(guan)(guan)上(shang)(shang)部由一(yi)排噴水管(guan)(guan)向(xiang)管(guan)(guan)子表面噴水，在管(guan)(guan)子端部由一(yi)個噴嘴向(xiang)管(guan)(guan)內噴水，冷卻結(jie)束后(hou)由出料(liao)機構使管(guan)(guan)子離開(kai)淬(cui)火工位進入收(shou)集料(liao)架或收(shou)集鏈(lian)上(shang)(shang)，淬(cui)火后(hou)鋼管(guan)(guan)的彎曲度及橢圓度較小。
