一(yi)、石(shi)油管材淬火加熱、保(bao)溫(wen)時間的確定
石油(you)管(guan)(guan)(guan)材指的是套管(guan)(guan)(guan)、油(you)管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)及鉆(zhan)桿，為了達到標準所(suo)要(yao)求的綜合性能指標，其中(zhong)較高(gao)強度的鋼級均須進行(xing)調(diao)質處(chu)理，即淬(cui)火(huo)加回火(huo)。
保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)指的(de)(de)是(shi)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)實際溫(wen)(wen)(wen)度達(da)到(dao)(dao)規定(ding)后(hou)保持(chi)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，我(wo)們知道，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)加(jia)(jia)熱達(da)到(dao)(dao)奧氏體(ti)(ti)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度后(hou)，將發(fa)(fa)生奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)形(xing)核、長大(da)(da)及(ji)均(jun)勻(yun)化(hua)這一過程。石油管(guan)(guan)(guan)(guan)材用鋼(gang)(gang)基本上都是(shi)中(zhong)(zhong)、低碳的(de)(de)合金結構鋼(gang)(gang)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)有(you)(you)效厚(hou)度（壁厚(hou)）較薄且(qie)均(jun)勻(yun)，淬火加(jia)(jia)熱時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)無須過多(duo)，但至少要(yao)大(da)(da)于5分(fen)鐘。保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)長短要(yao)根據鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)合金元素(su)(su)種類及(ji)含量略(lve)作調整(zheng)，例如，當鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含有(you)(you)V、Nb、Mo等(deng)強碳化(hua)物(wu)形(xing)成元素(su)(su)時(shi)(shi)(shi)，應(ying)適當增(zeng)加(jia)(jia)保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，以(yi)利于碳化(hua)物(wu)的(de)(de)溶解(jie)，以(yi)達(da)到(dao)(dao)充分(fen)發(fa)(fa)揮(hui)合金元素(su)(su)的(de)(de)作用。而鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含有(you)(you)非碳化(hua)物(wu)形(xing)成元素(su)(su)或弱碳化(hua)物(wu)形(xing)成元素(su)(su)時(shi)(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等(deng)時(shi)(shi)(shi)，就沒有(you)(you)必要(yao)過多(duo)地增(zeng)加(jia)(jia)保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否則將增(zeng)加(jia)(jia)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)表面氧化(hua)，影響表面質(zhi)量。
對于(yu)管(guan)(guan)端加(jia)厚(hou)(hou)的產品，如鉆桿、油管(guan)(guan)等，加(jia)厚(hou)(hou)處(chu)的壁(bi)厚(hou)(hou)遠(yuan)大于(yu)管(guan)(guan)體壁(bi)厚(hou)(hou)，在這種情況下，加(jia)熱及保溫時(shi)間應以加(jia)厚(hou)(hou)處(chu)的壁(bi)厚(hou)(hou)作為有效(xiao)厚(hou)(hou)度進行考慮。
二(er)、石油管(guan)材鋼種的選擇
在石油管材(cai)的(de)標準中(zhong)，對(dui)(dui)(dui)(dui)鋼(gang)(gang)種的(de)化學成分(fen)作(zuo)出了明確規(gui)定，其(qi)中(zhong)P、S含量是(shi)必須保(bao)證的(de)。對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)低鋼(gang)(gang)級(ji)產品(pin)，除P、S外，對(dui)(dui)(dui)(dui)其(qi)他元(yuan)素(su)不作(zuo)規(gui)定；而對(dui)(dui)(dui)(dui)高鋼(gang)(gang)級(ji)或有(you)特殊使用性能(neng)要求的(de)鋼(gang)(gang)級(ji)，不僅對(dui)(dui)(dui)(dui)P、S有(you)較嚴(yan)格的(de)要求，對(dui)(dui)(dui)(dui)其(qi)他元(yuan)素(su)也作(zuo)出了相(xiang)應(ying)的(de)規(gui)定，列出有(you)相(xiang)應(ying)要求的(de)主要元(yuan)素(su)包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。
對于低鋼級的產品，如套(tao)管(guan)(guan)及油管(guan)(guan)中(zhong)的H40、J55鋼級，采用中(zhong)碳以Mn為主合金元素(su)的鋼種，軋態即可滿足標準(zhun)要求；而管(guan)(guan)線管(guan)(guan)有焊(han)接性能(neng)的限制，只能(neng)采用低碳Mn鋼或者再增加微量的Nb、V、Ti等元素(su)，以改善鋼管(guan)(guan)的性能(neng)。
對(dui)于高鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)的(de)(de)(de)產品，標準上(shang)就(jiu)要(yao)求(qiu)(qiu)以熱處理(li)狀態交貨，在(zai)性能指標中，都包含(han)(han)(han)有(you)(you)(you)力學性能要(yao)求(qiu)(qiu)。有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)如(ru)C90、T95還要(yao)求(qiu)(qiu)抗H,S應(ying)力腐蝕試(shi)驗(yan)，并(bing)對(dui)熱處理(li)的(de)(de)(de)最低(di)回火(huo)溫度(du)有(you)(you)(you)要(yao)求(qiu)(qiu)；標準中對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)淬透性也作出了相應(ying)的(de)(de)(de)規定(ding)(ding)，如(ru)C90、T95鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)淬透性要(yao)求(qiu)(qiu)淬火(huo)后的(de)(de)(de)馬氏體含(han)(han)(han)量(liang)不(bu)(bu)小于90%;其他鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)淬火(huo)后的(de)(de)(de)馬氏體含(han)(han)(han)量(liang)不(bu)(bu)小于50%.根(gen)據這些要(yao)求(qiu)(qiu)，不(bu)(bu)同鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)化學成分在(zai)滿(man)足標準規定(ding)(ding)的(de)(de)(de)前提下，必須對(dui)元素的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)及含(han)(han)(han)量(liang)進行(xing)調整，并(bing)通過試(shi)驗(yan)確定(ding)(ding)適用(yong)的(de)(de)(de)化學成分。
三、石油管材(cai)淬火的要求和判斷
高鋼級(ji)的(de)石油管材產品均須調(diao)質處理(li)才能(neng)達(da)到標準要(yao)求的(de)性能(neng)要(yao)求，所(suo)謂調(diao)質即淬火加高溫(wen)回火，得到回火索氏體組(zu)織，并具有綜合的(de)性能(neng)組(zu)合。
淬(cui)火(huo)的(de)(de)目的(de)(de)在于(yu)(yu)獲(huo)得(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織，但在實際生產中，獲(huo)得(de)100%馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)是很難(nan)做到。這(zhe)樣，經高溫回火(huo)后可獲(huo)得(de)均勻的(de)(de)索氏(shi)(shi)體(ti)，這(zhe)一(yi)點對于(yu)(yu)高強(qiang)度(du)高韌性及(ji)抗(kang)硫化(hua)氫應力腐蝕(shi)鋼(gang)(gang)級十分重要(yao)。在標(biao)準(zhun)（API5CT)中對須(xu)調質處理(li)的(de)(de)鋼(gang)(gang)級均有淬(cui)透性要(yao)求，其(qi)(qi)中，抗(kang)硫化(hua)氫的(de)(de)C90、T95鋼(gang)(gang)級要(yao)求淬(cui)火(huo)后的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含量不小于(yu)(yu)90%;其(qi)(qi)他鋼(gang)(gang)級的(de)(de)淬(cui)透性要(yao)求淬(cui)火(huo)后的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)含量不小于(yu)(yu)50%。
在API5CT中對馬(ma)氏(shi)體含量(liang)的(de)(de)判(pan)斷用檢測(ce)硬度(du)值的(de)(de)方法進行判(pan)斷，從全長淬(cui)火的(de)(de)管子上取一個(ge)(ge)(ge)環型試樣，分為四個(ge)(ge)(ge)象限(xian)，在每(mei)個(ge)(ge)(ge)象限(xian)內(nei)(nei)沿(yan)壁厚的(de)(de)內(nei)(nei)、中、外打9個(ge)(ge)(ge)硬度(du)壓痕，取內(nei)(nei)、中、外3個(ge)(ge)(ge)硬度(du)讀(du)數平均值作為一個(ge)(ge)(ge)硬度(du)值，硬度(du)值應大(da)于或等于按下面(mian)公式計算(suan)的(de)(de)硬度(du)值。
對于(yu)不(bu)小(xiao)于(yu)90%馬(ma)氏體時的硬度值公式：HRC =58×w(C)+27
對于不小于50%馬氏體時(shi)的硬度(du)值公式：HRC=52×w(C)+21
四、石油管(guan)材常用(yong)的淬火(huo)方式
石油管材(cai)目前常用的淬火(huo)方式有(you)以下(xia)幾種：
1. 浸(jin)入式固定內(nei)噴
鋼管(guan)置于淬火(huo)(huo)槽(cao)內(nei)的V型座上，一(yi)端由壓(ya)頭壓(ya)緊，內(nei)噴嘴向管(guan)內(nei)噴入(ru)淬火(huo)(huo)介質(zhi)(zhi)，淬火(huo)(huo)槽(cao)側面有一(yi)排(pai)噴管(guan)橫向噴出淬火(huo)(huo)介質(zhi)(zhi)，起到對槽(cao)內(nei)介質(zhi)(zhi)的攪拌作用(yong)，淬火(huo)(huo)結(jie)束后由翻料鉤(gou)或提升(sheng)鏈(lian)條將鋼管(guan)移出淬火(huo)(huo)槽(cao)，淬火(huo)(huo)后鋼管(guan)的彎曲及橢圓度較(jiao)大(da)；
2. 浸入式旋轉內噴
與(yu)浸(jin)入(ru)式固定內噴的(de)區別(bie)在于鋼管(guan)淬(cui)火過程(cheng)中始終進行旋轉，其余(yu)大致相同，淬(cui)火后鋼管(guan)的(de)彎(wan)曲度(du)及橢(tuo)圓(yuan)度(du)較小；
3. 旋轉式外淋內噴
鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)淬火時置于旋(xuan)轉輪(lun)上，并由(you)壓緊輪(lun)壓住(zhu)進行(xing)旋(xuan)轉，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)上部由(you)一(yi)排噴(pen)水管(guan)(guan)(guan)向管(guan)(guan)(guan)子表(biao)面噴(pen)水，在管(guan)(guan)(guan)子端部由(you)一(yi)個噴(pen)嘴向管(guan)(guan)(guan)內噴(pen)水，冷卻結束后由(you)出料(liao)機(ji)構使管(guan)(guan)(guan)子離開淬火工(gong)位進入(ru)收集料(liao)架或收集鏈上，淬火后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的彎曲度(du)及橢圓度(du)較小。
