A 目前國內外廣泛使用的(de)油氣輸送鋼(gang)管采用的(de)標(biao)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(guan)線管(guan)規范》；
2. 國際標準ISO 3183-1、2、3《石(shi)油天然氣 輸送(song)鋼管 交(jiao)貨(huo)技術(shu)條件》；
3. 對(dui)于一些重要的長輸管(guan)線(xian)，根據具體的使用環境(jing)都有自己的補充(chong)采購技(ji)術條件。
B 在(zai)API油氣輸(shu)送(song)鋼(gang)管標準中鋼(gang)管的(de)分類(lei)及其主要區別
按照API SPEC 5L的(de)(de)規定，輸送鋼管分為(wei)PLS1和(he)PLS2兩(liang)個產(chan)品(pin)級別，對(dui)(dui)這兩(liang)類產(chan)品(pin)規定了不同(tong)的(de)(de)技術條件(jian)。其主要(yao)(yao)區別是：相對(dui)(dui)于PLS1、PLS2級別對(dui)(dui)碳(tan)當量、斷(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)、最大屈服強(qiang)(qiang)度和(he)最大抗拉強(qiang)(qiang)度規定了強(qiang)(qiang)度要(yao)(yao)求。對(dui)(dui)硫、磷等有害元素的(de)(de)控制(zhi)也(ye)更加嚴格。無縫管的(de)(de)無損檢驗成(cheng)(cheng)為(wei)強(qiang)(qiang)制(zhi)要(yao)(yao)求。對(dui)(dui)質保(bao)書(shu)必須填寫的(de)(de)內容(rong)及試驗完成(cheng)(cheng)后(hou)可(ke)追溯(su)性(xing)成(cheng)(cheng)為(wei)強(qiang)(qiang)制(zhi)要(yao)(yao)求。
C 在ISO油氣輸送鋼管標準中(zhong)鋼管的分級及其主(zhu)要(yao)區別(bie)
在ISO 3183 油氣輸送鋼(gang)(gang)管標準中(zhong)，鋼(gang)(gang)管按照質量要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)之(zhi)間的(de)(de)差異，共分為A、B、C三部分，也被稱為A、B、C三級要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)。其主(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)區別(bie)是(shi)：在ISO 3183-1A級標準要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中(zhong)制(zhi)定了與(yu)API SPEC 5L的(de)(de)規(gui)定相當的(de)(de)基本(ben)(ben)質量要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，這些主(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)的(de)(de)質量要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)是(shi)通用的(de)(de)；在ISO 3183-2B級標準要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中(zhong)除基本(ben)(ben)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)之(zhi)外附加了有關韌性和(he)無損檢驗方面的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)；還有某些特殊(shu)用途(tu)，例如酸性環境(jing)、海洋條件及低溫條件等對鋼(gang)(gang)管的(de)(de)質量和(he)試(shi)驗有著非常嚴(yan)格的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，這些主(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)反(fan)映在ISO 3183-3C級標準要(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)中(zhong)。
D 油氣輸送(song)管道對鋼的(de)主要性能要求(qiu)
油(you)氣輸送(song)管道對鋼的主(zhu)要性(xing)能要求包括(kuo)：
1. 強度(du)
一般的(de)(de)油(you)氣輸(shu)送(song)管(guan)(guan)(guan)道都(dou)是根據鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)設計的(de)(de)。采用(yong)(yong)屈服(fu)強(qiang)度(du)較高的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制管(guan)(guan)(guan)，可(ke)以提高管(guan)(guan)(guan)道工壓(ya)力，獲得較好的(de)(de)經濟效益(yi)。因此(ci)，管(guan)(guan)(guan)道用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)已經從最初的(de)(de)碳素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)逐(zhu)步發展起來，20世紀40年(nian)(nian)代為X42~X52鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)，60年(nian)(nian)代末達到X60~X70鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)。
現已正式(shi)生產和正式(shi)使用屈服(fu)強度(du)已達到更高的X80~X100鋼級。
2. 韌性(xing)
20世紀50年代和(he)60年代，世界許(xu)多(duo)(duo)地區都發生(sheng)過油氣管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)破裂(lie)(lie)事(shi)故，通過對(dui)這些事(shi)故的(de)(de)(de)分析，大大促進了人(ren)們(men)對(dui)管(guan)(guan)道(dao)韌性(xing)指標的(de)(de)(de)認(ren)識。API5L規定，除(chu)常規的(de)(de)(de)機械性(xing)能檢驗(yan)(yan)外(wai)，生(sheng)產(chan)廠還應按SR5和(he)SR6補(bu)充要(yao)求進行(xing)(xing)V形缺口夏(xia)比沖擊試(shi)驗(yan)(yan)和(he)落錘撕裂(lie)(lie)試(shi)驗(yan)(yan)（即DWTT),鋼(gang)管(guan)(guan)出(chu)廠前應進行(xing)(xing)嚴格的(de)(de)(de)無(wu)損檢驗(yan)(yan)。盡(jin)管(guan)(guan)如(ru)此，對(dui)于(yu)長(chang)輸管(guan)(guan)道(dao)來說，要(yao)完全避免破裂(lie)(lie)是困難的(de)(de)(de)，還必須(xu)著(zhu)眼(yan)于(yu)裂(lie)(lie)紋失(shi)穩擴(kuo)展的(de)(de)(de)阻止。研究表明，可以用控制DWTT值的(de)(de)(de)辦(ban)法達到止裂(lie)(lie)。為此，世界許(xu)多(duo)(duo)國(guo)家對(dui)管(guan)(guan)道(dao)鋼(gang)規定了DWTT試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)斷口剪切(qie)面積百分比的(de)(de)(de)最低值。
3. 可焊(han)性
由于野(ye)外敷設管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)現(xian)場(chang)條件惡劣，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)對(dui)(dui)接焊(han)接時要求有良好的(de)(de)(de)可焊(han)性(xing)(xing)(xing)。可焊(han)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)在(zai)焊(han)接時易在(zai)焊(han)縫(feng)處(chu)產生裂紋(wen)，并造(zao)成(cheng)焊(han)縫(feng)及熱(re)影響區硬度增高、韌性(xing)(xing)(xing)下降，增加(jia)管(guan)道(dao)破裂的(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材可焊(han)性(xing)(xing)(xing)設計(ji)(ji)原則是(shi)對(dui)(dui)馬氏(shi)體轉變(bian)點(dian)及淬硬性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)控制(zhi)。根(gen)據合金元(yuan)素對(dui)(dui)馬氏(shi)體轉變(bian)點(dian)的(de)(de)(de)影響和實(shi)際經驗確定(ding)的(de)(de)(de)碳當量計(ji)(ji)算公式，可用來評(ping)定(ding)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)可焊(han)性(xing)(xing)(xing)。碳當量一般應控制(zhi)在(zai)0.40%以(yi)下。實(shi)際上，大多(duo)數鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠均控制(zhi)在(zai)0.35%以(yi)下。
4. 延展性
如果延展(zhan)性不(bu)足(zu)，會(hui)導致(zhi)冷彎成形過程鋼(gang)板劈裂或在焊接過程產(chan)生層狀撕裂。因此，API標準對管道焊管除規定進行(xing)壓扁(bian)試(shi)驗外(wai)，還要(yao)求進行(xing)導向(xiang)彎曲(qu)試(shi)驗。提高延展(zhan)性的(de)關鍵(jian)是減少鋼(gang)中非金(jin)屬夾(jia)雜(za)物(wu)并控制夾(jia)雜(za)物(wu)的(de)形態(tai)和(he)分布。
5. 耐腐蝕(shi)性
在(zai)輸送(song)含硫油氣(qi)時，管道內壁接(jie)觸(chu)硫化氫(qing)和(he)二氧化碳，從而導致氫(qing)脆(cui)和(he)應力(li)腐蝕破裂(lie)。一般采用降低(di)鋼的(de)含硫量、控制(zhi)(zhi)硫化物形態(tai)、改善沿壁厚方向(xiang)的(de)韌性(xing)等措施(shi)。其主要特(te)點是(shi)通過微合金化和(he)控制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)，在(zai)熱軋狀態(tai)下獲得(de)高(gao)強度、高(gao)塑性(xing)、高(gao)韌性(xing)和(he)良(liang)好(hao)的(de)可焊性(xing)。為(wei)了(le)(le)全(quan)面滿足石(shi)油天然氣(qi)輸送(song)管道對(dui)鋼的(de)性(xing)能要求，除(chu)了(le)(le)嚴(yan)密的(de)合金設計外，對(dui)硫、磷等有(you)害元素的(de)控制(zhi)(zhi)也(ye)非(fei)常嚴(yan)格。一般含硫量控制(zhi)(zhi)在(zai)0.010%以下，以提高(gao)鋼的(de)塑性(xing)、韌性(xing)，特(te)別是(shi)橫(heng)向(xiang)韌性(xing)。
E. 石油專用管(guan)中(zhong)的油管(guan)和套管(guan)在API標準(zhun)中(zhong)的分類
石(shi)油(you)專(zhuan)用管中(zhong)的油(you)管和套管在(zai) API標(biao)準中(zhong)的分類如表 1-10 所(suo)示。
在API 5CT標準中(zhong)套管和(he)(he)油(you)管分(fen)為(wei)4組(zu)、19個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)。按照制(zhi)造方(fang)法，又分(fen)為(wei)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管和(he)(he)焊管兩大(da)類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)限定(ding)使用無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管外，其(qi)他鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)不僅可以使用無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管還可以使用電阻焊或電感應焊接方(fang)法生產的直縫(feng)(feng)焊管。其(qi)熱處(chu)理工藝，除第(di)1組(zu)3個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)外，第(di)1組(zu)N80Q類、第(di)2、3、4組(zu)共14個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)都必須進行(xing)全長淬(cui)火＋回火處(chu)理，并對(dui)(dui)第(di)2組(zu)的8個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)規(gui)定(ding)了(le)最(zui)低回火溫度。對(dui)(dui)第(di)1組(zu)、第(di)2組(zu)M65鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)和(he)(he)第(di)3組(zu)共7個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)只(zhi)規(gui)定(ding)了(le)硫、磷含量(liang)最(zui)大(da)值，而未規(gui)定(ding)其(qi)他主要(yao)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)。對(dui)(dui)第(di)2組(zu)和(he)(he)第(di)4組(zu)共12個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)規(gui)定(ding)了(le)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)要(yao)求。
F 油管和(he)套管的鋼級表達的具體含義
在(zai)API SPEC 5CT標(biao)準中，套管和油管的(de)(de)鋼(gang)級標(biao)明其屈(qu)服(fu)強(qiang)度和一些(xie)特殊的(de)(de)特征。鋼(gang)級標(biao)注通(tong)常用1個(ge)字(zi)(zi)母和2或3個(ge)數字(zi)(zi)表(biao)示(shi)，如(ru)N80.在(zai)大多數情況(kuang)下，按照字(zi)(zi)母在(zai)字(zi)(zi)母表(biao)中的(de)(de)順序，越往后的(de)(de)字(zi)(zi)母，代表(biao)管子的(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度越大。例如(ru)，N80一級鋼(gang)材的(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度要比J55的(de)(de)大。數字(zi)(zi)符號(hao)是以千磅(bang)每平方英寸表(biao)示(shi)的(de)(de)管材最(zui)小(xiao)屈(qu)服(fu)強(qiang)度來確定的(de)(de)。例如(ru)：N80鋼(gang)級的(de)(de)最(zui)低屈(qu)服(fu)強(qiang)度為80klb/in2。
API SPEC 5CT標準(zhun)列出的(de)套管鋼(gang)級(ji)有(you)：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套管鋼(gang)級(ji)有(you)：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國內外常(chang)使用的非API油管、套管種類
除了(le)API標準的(de)(de)套(tao)(tao)管(guan)(guan)外，國內外還研究(jiu)和發(fa)展了(le)在油(you)(you)田特(te)殊地質(zhi)工況環境使(shi)用的(de)(de)非API套(tao)(tao)管(guan)(guan)，包括：用于深(shen)井(jing)的(de)(de)超(chao)高(gao)強度油(you)(you)管(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)；高(gao)抗擠(ji)毀套(tao)(tao)管(guan)(guan)；含硫(liu)(liu)化(hua)氫油(you)(you)氣井(jing)中使(shi)用的(de)(de)抗硫(liu)(liu)化(hua)氫應力腐蝕(shi)油(you)(you)管(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)；用于低溫油(you)(you)氣井(jing)的(de)(de)高(gao)強度油(you)(you)管(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)；用于只(zhi)有二氧化(hua)碳(tan)和氯(lv)離子，幾乎不含硫(liu)(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)性(xing)環境下(xia)使(shi)用的(de)(de)油(you)(you)管(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)；用于硫(liu)(liu)化(hua)氫、二氧化(hua)碳(tan)和氯(lv)離子三者共存強烈腐蝕(shi)性(xing)環境下(xia)使(shi)用的(de)(de)油(you)(you)管(guan)(guan)、套(tao)(tao)管(guan)(guan)。
H 石(shi)油(you)專用管中的油(you)管和套管API標準(zhun)的螺(luo)紋(wen)連接(jie)基本情況
石(shi)油專用(yong)管中的(de)(de)(de)油管和套管API標準的(de)(de)(de)螺紋(wen)連接由兩部分組成：管子(zi)或(huo)公端以及接箍或(huo)母端。有(you)外螺紋(wen)的(de)(de)(de)叫管子(zi)或(huo)公端，有(you)內(nei)螺紋(wen)的(de)(de)(de)叫接箍或(huo)母端。
兩個公端(duan)用一個接箍連接起來(lai)，接箍是一段外徑比管(guan)子(zi)稍(shao)大的(de)短管(guan)。兩端(duan)均有內(nei)螺(luo)紋。所有帶 API螺(luo)紋和接箍的(de)套管(guan)和管(guan)線管(guan)都是不加厚的(de)。
油管(guan)(guan)是不加(jia)(jia)厚(hou)(hou)或外加(jia)(jia)厚(hou)(hou)，管(guan)(guan)端(duan)(duan)的(de)(de)內徑(jing)大(da)約(yue)等于管(guan)(guan)體的(de)(de)內徑(jing)，但加(jia)(jia)厚(hou)(hou)端(duan)(duan)的(de)(de)外徑(jing)比管(guan)(guan)體大(da)，整體連接油管(guan)(guan)的(de)(de)兩端(duan)(duan)是加(jia)(jia)厚(hou)(hou)的(de)(de)。
API規范中包括4種螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)，即管線管螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)、圓螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯(ti)形(xing)螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)以及(ji)直(zhi)連(lian)(lian)(lian)型(xing)螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)。管線管、圓螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)、偏(pian)梯(ti)形(xing)的(de)(de)(de)(de)螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)在(zai)擰(ning)接(jie)裝配(pei)時要求配(pei)合在(zai)一起，達到(dao)用(yong)密(mi)(mi)(mi)封(feng)填充脂一起阻止從螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)泄(xie)漏。直(zhi)連(lian)(lian)(lian)型(xing)套(tao)管螺紋(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)末設計成(cheng)密(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)(de)，直(zhi)連(lian)(lian)(lian)型(xing)連(lian)(lian)(lian)接(jie)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)是采用(yong)金屬對金屬的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)來實現(xian)的(de)(de)(de)(de)。
I API標準螺紋(wen)的主要參數
API標準螺紋的主要(yao)參數包(bao)括：
1. 螺紋長(chang)度(du)(du)（除偏梯形螺紋）：從螺紋起(qi)點（管端）到(dao)消失點的長(chang)度(du)(du)；
2. 螺紋高度：螺紋齒頂到齒底間的距離；
3. 螺(luo)(luo)距：螺(luo)(luo)紋任(ren)一點沿軸向到相鄰齒的(de)對應點的(de)距離(li)；
4. 螺紋(wen)錐度(du)：以英寸表(biao)示的每英寸螺紋(wen)長度(du)的螺紋(wen)直徑變化；
5. 緊密距：管子或接箍端面(mian)到環規或塞(sai)規擰(ning)緊位置間(jian)沿軸(zhou)向(xiang)測(ce)得的距離；
6. 螺(luo)紋尾(wei)扣錐度(du)（僅偏梯(ti)螺(luo)紋）：切削工具的快速退刀造成螺(luo)紋末端有一個陡峭的斜度(du)。
