A 目前國內外廣泛使用(yong)的油氣輸送鋼(gang)管采用(yong)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. 美國石油學會的API SPEC 5L《管線管規(gui)范(fan)》；
2. 國際(ji)標(biao)準(zhun)ISO 3183-1、2、3《石油天然氣 輸送鋼(gang)管 交貨技術條件》；
3. 對于(yu)一些重要的長輸管(guan)線，根據具(ju)體的使用環境都(dou)有自己(ji)的補充(chong)采(cai)購技術條件。
B 在(zai)API油氣輸送鋼(gang)管標(biao)準中鋼(gang)管的(de)分類及其主(zhu)要區(qu)別
按照(zhao)API SPEC 5L的規(gui)定(ding)，輸送鋼(gang)管(guan)分為PLS1和(he)PLS2兩個產品級別，對(dui)這兩類產品規(gui)定(ding)了(le)不同的技術條件。其主要(yao)區別是：相對(dui)于PLS1、PLS2級別對(dui)碳當(dang)量(liang)、斷裂韌性、最大屈服強(qiang)度和(he)最大抗拉強(qiang)度規(gui)定(ding)了(le)強(qiang)度要(yao)求(qiu)。對(dui)硫、磷等(deng)有害元素的控(kong)制(zhi)也更(geng)加嚴格。無縫(feng)管(guan)的無損檢驗成為強(qiang)制(zhi)要(yao)求(qiu)。對(dui)質保(bao)書必須填寫的內(nei)容及試驗完(wan)成后可追溯(su)性成為強(qiang)制(zhi)要(yao)求(qiu)。
C 在ISO油氣輸送鋼(gang)管標準(zhun)中鋼(gang)管的分級及其(qi)主要(yao)區別
在(zai)ISO 3183 油氣輸送(song)鋼(gang)管(guan)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)中，鋼(gang)管(guan)按照(zhao)質量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)之(zhi)間的差異(yi)，共分為(wei)A、B、C三部(bu)分，也被稱為(wei)A、B、C三級(ji)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)。其主要(yao)(yao)(yao)(yao)區別是(shi)(shi)：在(zai)ISO 3183-1A級(ji)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中制定(ding)了與(yu)API SPEC 5L的規(gui)定(ding)相當的基本質量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，這些主要(yao)(yao)(yao)(yao)的質量要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)是(shi)(shi)通用的；在(zai)ISO 3183-2B級(ji)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中除基本要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)之(zhi)外附加(jia)了有(you)關韌性(xing)和(he)無損檢驗方(fang)面的要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)；還有(you)某些特殊(shu)用途，例如酸(suan)性(xing)環境、海(hai)洋條(tiao)件(jian)及(ji)低溫條(tiao)件(jian)等對鋼(gang)管(guan)的質量和(he)試驗有(you)著非常嚴(yan)格的要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，這些主要(yao)(yao)(yao)(yao)反(fan)映在(zai)ISO 3183-3C級(ji)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中。
D 油氣輸送管道對(dui)鋼的(de)主要(yao)性能要(yao)求
油氣輸(shu)送(song)管道對鋼的(de)主要性能要求(qiu)包括(kuo)：
1. 強度(du)
一般的(de)(de)(de)油氣輸送管道(dao)都(dou)是(shi)根據鋼(gang)(gang)(gang)材的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)設計的(de)(de)(de)。采(cai)用屈(qu)服強度(du)較高的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)制管，可以(yi)提高管道(dao)工壓力，獲得較好的(de)(de)(de)經(jing)濟效(xiao)益。因此，管道(dao)用鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)已(yi)經(jing)從最初(chu)的(de)(de)(de)碳素鋼(gang)(gang)(gang)逐步(bu)發(fa)展起來，20世紀40年(nian)代為(wei)X42~X52鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)，60年(nian)代末達(da)到X60~X70鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)。
現已(yi)正式生產和正式使用屈服強度(du)已(yi)達到更高的(de)X80~X100鋼級。
2. 韌性
20世(shi)紀(ji)50年代和(he)60年代，世(shi)界許(xu)多地區都發生過油氣管(guan)道(dao)(dao)的(de)破裂(lie)事(shi)故，通過對這些事(shi)故的(de)分(fen)析(xi)，大大促進(jin)了人們對管(guan)道(dao)(dao)韌(ren)性(xing)指標(biao)的(de)認識。API5L規定(ding)，除常規的(de)機械性(xing)能檢驗外，生產廠還應按SR5和(he)SR6補充要求進(jin)行V形缺口夏(xia)比沖擊試(shi)驗和(he)落錘撕(si)裂(lie)試(shi)驗（即DWTT),鋼管(guan)出廠前應進(jin)行嚴(yan)格的(de)無損檢驗。盡管(guan)如此(ci)，對于長輸管(guan)道(dao)(dao)來說，要完全避免破裂(lie)是困難的(de)，還必須(xu)著(zhu)眼于裂(lie)紋(wen)失穩擴展的(de)阻止。研究(jiu)表明，可以用控制(zhi)DWTT值(zhi)的(de)辦法達到止裂(lie)。為此(ci)，世(shi)界許(xu)多國家對管(guan)道(dao)(dao)鋼規定(ding)了DWTT試(shi)驗的(de)斷口剪切面積百分(fen)比的(de)最(zui)低值(zhi)。
3. 可焊性
由于(yu)野外敷(fu)設管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)現場條件惡劣，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)對接焊(han)接時(shi)要(yao)求有(you)良好的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)。可(ke)(ke)焊(han)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)在(zai)焊(han)接時(shi)易(yi)在(zai)焊(han)縫(feng)處產(chan)生(sheng)裂紋，并(bing)造(zao)成焊(han)縫(feng)及(ji)熱影響區(qu)硬度增高、韌(ren)性(xing)下降，增加管(guan)(guan)道破(po)裂的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性(xing)。鋼(gang)(gang)材(cai)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)設計(ji)原則(ze)是對馬氏體轉變點及(ji)淬硬性(xing)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)。根(gen)據合金元素對馬氏體轉變點的(de)(de)(de)(de)影響和實際經驗確定(ding)的(de)(de)(de)(de)碳當量計(ji)算公式，可(ke)(ke)用來評定(ding)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)。碳當量一般(ban)應控(kong)制(zhi)在(zai)0.40%以下。實際上(shang)，大多數(shu)鋼(gang)(gang)廠均(jun)控(kong)制(zhi)在(zai)0.35%以下。
4. 延展性
如果延展性不足，會導致冷彎成形過程鋼(gang)板劈裂(lie)或在焊接過程產(chan)生層(ceng)狀(zhuang)撕(si)裂(lie)。因此，API標準對管道焊管除(chu)規定進(jin)行(xing)壓扁試(shi)驗外，還要求進(jin)行(xing)導向彎曲試(shi)驗。提高延展性的(de)(de)關(guan)鍵是減少鋼(gang)中(zhong)非金屬夾(jia)雜物并控制夾(jia)雜物的(de)(de)形態(tai)和分布。
5. 耐腐蝕性
在(zai)(zai)輸送(song)含硫(liu)油氣(qi)時，管道內(nei)壁(bi)接觸硫(liu)化(hua)氫和(he)二氧化(hua)碳，從而導致(zhi)氫脆和(he)應力(li)腐(fu)蝕破裂。一般(ban)采(cai)用降低鋼的(de)(de)(de)含硫(liu)量、控制(zhi)硫(liu)化(hua)物(wu)形態、改善沿壁(bi)厚方向的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)等(deng)措施。其主要特點是通過微合(he)金(jin)化(hua)和(he)控制(zhi)軋制(zhi)，在(zai)(zai)熱軋狀態下(xia)獲得高(gao)強(qiang)度、高(gao)塑性(xing)(xing)(xing)、高(gao)韌性(xing)(xing)(xing)和(he)良好的(de)(de)(de)可焊性(xing)(xing)(xing)。為了(le)全面滿足石油天然(ran)氣(qi)輸送(song)管道對(dui)鋼的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能要求，除了(le)嚴密的(de)(de)(de)合(he)金(jin)設計外，對(dui)硫(liu)、磷等(deng)有(you)害元素的(de)(de)(de)控制(zhi)也(ye)非(fei)常嚴格。一般(ban)含硫(liu)量控制(zhi)在(zai)(zai)0.010%以下(xia)，以提(ti)高(gao)鋼的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)，特別是橫(heng)向韌性(xing)(xing)(xing)。
E. 石油專(zhuan)用管中的油管和套管在API標準(zhun)中的分類
石油(you)專(zhuan)用管中的油(you)管和套管在 API標(biao)準中的分(fen)類如表(biao) 1-10 所示。
在API 5CT標準中套(tao)管(guan)(guan)和(he)油管(guan)(guan)分(fen)(fen)為4組(zu)(zu)、19個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)。按照(zhao)制造方(fang)(fang)法(fa)，又分(fen)(fen)為無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)和(he)焊管(guan)(guan)兩大(da)(da)類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)限定(ding)(ding)使用(yong)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)外，其(qi)他(ta)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)不(bu)僅可以使用(yong)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)還可以使用(yong)電(dian)阻焊或(huo)電(dian)感應焊接方(fang)(fang)法(fa)生產的直縫焊管(guan)(guan)。其(qi)熱處理工藝，除第(di)1組(zu)(zu)3個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)外，第(di)1組(zu)(zu)N80Q類、第(di)2、3、4組(zu)(zu)共(gong)(gong)14個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)都(dou)必須(xu)進行全長淬火(huo)(huo)＋回(hui)火(huo)(huo)處理，并對(dui)第(di)2組(zu)(zu)的8個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)規定(ding)(ding)了最低回(hui)火(huo)(huo)溫度(du)。對(dui)第(di)1組(zu)(zu)、第(di)2組(zu)(zu)M65鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)和(he)第(di)3組(zu)(zu)共(gong)(gong)7個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)只(zhi)規定(ding)(ding)了硫、磷含量最大(da)(da)值，而未規定(ding)(ding)其(qi)他(ta)主要化(hua)學成分(fen)(fen)。對(dui)第(di)2組(zu)(zu)和(he)第(di)4組(zu)(zu)共(gong)(gong)12個(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)規定(ding)(ding)了化(hua)學成分(fen)(fen)要求。
F 油管和套管的鋼級表達的具體含義
在API SPEC 5CT標準中(zhong)，套管(guan)和油管(guan)的(de)鋼級標明其屈(qu)服強(qiang)度和一些特殊的(de)特征。鋼級標注通常用1個字(zi)(zi)母(mu)和2或(huo)3個數(shu)字(zi)(zi)表(biao)示，如(ru)N80.在大(da)多數(shu)情況下，按(an)照(zhao)字(zi)(zi)母(mu)在字(zi)(zi)母(mu)表(biao)中(zhong)的(de)順序，越往后的(de)字(zi)(zi)母(mu)，代(dai)表(biao)管(guan)子的(de)屈(qu)服強(qiang)度越大(da)。例如(ru)，N80一級鋼材的(de)屈(qu)服強(qiang)度要(yao)比(bi)J55的(de)大(da)。數(shu)字(zi)(zi)符號是以千磅每平方英寸表(biao)示的(de)管(guan)材最(zui)小屈(qu)服強(qiang)度來確(que)定的(de)。例如(ru)：N80鋼級的(de)最(zui)低屈(qu)服強(qiang)度為80klb/in2。
API SPEC 5CT標準列出(chu)的套管鋼(gang)級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套管鋼(gang)級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國(guo)內(nei)外常使用的非API油管(guan)、套管(guan)種類
除(chu)了API標準的(de)套管(guan)(guan)(guan)(guan)外(wai)，國內外(wai)還研究和發展了在油(you)(you)田特殊地質工況環境使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)非API套管(guan)(guan)(guan)(guan)，包括：用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)深(shen)井(jing)的(de)超(chao)高強度油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)；高抗擠毀套管(guan)(guan)(guan)(guan)；含硫化氫(qing)油(you)(you)氣井(jing)中使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)抗硫化氫(qing)應力腐蝕(shi)油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)低溫油(you)(you)氣井(jing)的(de)高強度油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)只有二(er)氧化碳和氯離子，幾乎不含硫化氫(qing)腐蝕(shi)性環境下使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)硫化氫(qing)、二(er)氧化碳和氯離子三者共存強烈腐蝕(shi)性環境下使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)油(you)(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)。
H 石油專用管(guan)中的(de)油管(guan)和(he)套管(guan)API標準的(de)螺紋(wen)連(lian)接(jie)基本情況
石(shi)油專用管中的油管和套管API標準的螺紋連(lian)接由兩部分(fen)組成：管子或(huo)公端以及接箍或(huo)母端。有外螺紋的叫管子或(huo)公端，有內螺紋的叫接箍或(huo)母端。
兩個(ge)公(gong)端用一個(ge)接箍連接起來，接箍是一段外徑比管子稍大的(de)短(duan)管。兩端均(jun)有內(nei)螺(luo)紋。所有帶 API螺(luo)紋和接箍的(de)套管和管線管都(dou)是不(bu)加厚(hou)的(de)。
油管是不加(jia)厚(hou)或外(wai)(wai)加(jia)厚(hou)，管端的內(nei)徑(jing)(jing)大(da)約等于管體的內(nei)徑(jing)(jing)，但加(jia)厚(hou)端的外(wai)(wai)徑(jing)(jing)比管體大(da)，整體連接油管的兩端是加(jia)厚(hou)的。
API規范中包括4種螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)，即管線管螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、圓(yuan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯形螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)以及直(zhi)連型(xing)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)。管線管、圓(yuan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯形的(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)在擰(ning)接(jie)裝(zhuang)配時要(yao)求配合(he)在一起，達到用(yong)密封填充(chong)脂一起阻止從螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)泄(xie)漏(lou)。直(zhi)連型(xing)套管螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋(wen)(wen)(wen)末設計成(cheng)密封的(de)，直(zhi)連型(xing)連接(jie)的(de)密封是采用(yong)金屬(shu)對金屬(shu)的(de)密封來實現的(de)。
I API標準螺紋(wen)的(de)主要參數
API標準螺(luo)紋的主(zhu)要參數包括：
1. 螺紋(wen)長度(du)（除(chu)偏梯(ti)形螺紋(wen)）：從螺紋(wen)起點（管端）到消失點的(de)長度(du)；
2. 螺紋高度(du)：螺紋齒頂(ding)到齒底(di)間的距離(li)；
3. 螺(luo)距：螺(luo)紋任(ren)一點沿軸向(xiang)到相鄰齒(chi)的(de)對應點的(de)距離；
4. 螺紋(wen)錐度(du)：以英寸(cun)(cun)表(biao)示的(de)每英寸(cun)(cun)螺紋(wen)長度(du)的(de)螺紋(wen)直(zhi)徑變化；
5. 緊密距(ju)：管子或接箍端面到環規或塞規擰緊位置間(jian)沿軸向測得的距(ju)離；
6. 螺紋尾(wei)扣錐度（僅偏梯螺紋）：切削工具的快速退刀造成螺紋末端有一個陡峭的斜(xie)度。
