一(yi)、石油管材淬火加熱、保溫時間的(de)確定
石(shi)油管(guan)材(cai)指的是套管(guan)、油管(guan)、管(guan)線管(guan)及鉆桿，為了達到標準所要求的綜合(he)性能指標，其(qi)中(zhong)較(jiao)高強(qiang)度(du)的鋼級均(jun)須進行調質處理，即淬(cui)火加(jia)回火。
保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)指的(de)(de)是鋼(gang)管(guan)實際溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)達到規定后保(bao)持的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，我們知道(dao)，鋼(gang)管(guan)加熱達到奧氏(shi)體化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)后，將發(fa)生奧氏(shi)體的(de)(de)形(xing)核、長大(da)及均勻化(hua)這(zhe)一(yi)過程。石油(you)管(guan)材用(yong)鋼(gang)基(ji)本上都是中(zhong)(zhong)、低碳(tan)的(de)(de)合金(jin)(jin)結構(gou)鋼(gang)，鋼(gang)管(guan)的(de)(de)有(you)效(xiao)厚度(du)(du)（壁厚）較薄(bo)且均勻，淬火加熱時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)無須過多，但至少(shao)要(yao)大(da)于5分鐘。保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)長短要(yao)根據鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)合金(jin)(jin)元(yuan)素種類(lei)及含(han)量略作(zuo)調(diao)整，例如，當鋼(gang)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)V、Nb、Mo等(deng)強碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元(yuan)素時(shi)(shi)(shi)，應適當增(zeng)加保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，以利(li)于碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)溶解，以達到充分發(fa)揮(hui)合金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)(de)作(zuo)用(yong)。而鋼(gang)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)非碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元(yuan)素或弱碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元(yuan)素時(shi)(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等(deng)時(shi)(shi)(shi)，就(jiu)沒有(you)必要(yao)過多地增(zeng)加保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否則(ze)將增(zeng)加鋼(gang)管(guan)的(de)(de)表(biao)面氧化(hua)，影響表(biao)面質量。
對于管(guan)端加(jia)厚(hou)(hou)的(de)產品(pin)，如鉆桿、油管(guan)等，加(jia)厚(hou)(hou)處的(de)壁(bi)厚(hou)(hou)遠大于管(guan)體(ti)壁(bi)厚(hou)(hou)，在(zai)這(zhe)種情況下(xia)，加(jia)熱及保溫時間應以加(jia)厚(hou)(hou)處的(de)壁(bi)厚(hou)(hou)作為有效(xiao)厚(hou)(hou)度進行考慮。
二、石油管材(cai)鋼(gang)種的選擇
在石油管(guan)材(cai)的(de)(de)標(biao)準(zhun)中，對(dui)鋼(gang)(gang)種的(de)(de)化學(xue)成分作出(chu)(chu)了明確規(gui)定(ding)，其中P、S含量是必須保(bao)證的(de)(de)。對(dui)于低鋼(gang)(gang)級(ji)產品，除P、S外，對(dui)其他元素不作規(gui)定(ding)；而對(dui)高鋼(gang)(gang)級(ji)或有特殊使用性能(neng)要(yao)求的(de)(de)鋼(gang)(gang)級(ji)，不僅對(dui)P、S有較嚴格的(de)(de)要(yao)求，對(dui)其他元素也(ye)作出(chu)(chu)了相應的(de)(de)規(gui)定(ding)，列(lie)出(chu)(chu)有相應要(yao)求的(de)(de)主要(yao)元素包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等(deng)。
對于低(di)鋼(gang)(gang)級的(de)產品，如套管(guan)(guan)及油管(guan)(guan)中的(de)H40、J55鋼(gang)(gang)級，采用中碳(tan)以(yi)Mn為主合金元素的(de)鋼(gang)(gang)種，軋態即可滿足標準要求；而管(guan)(guan)線管(guan)(guan)有焊接(jie)性能的(de)限制，只能采用低(di)碳(tan)Mn鋼(gang)(gang)或(huo)者再增加微量(liang)的(de)Nb、V、Ti等元素，以(yi)改善鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)性能。
對(dui)于(yu)高鋼級(ji)的(de)(de)(de)產品，標準上就要求以熱(re)處理(li)狀態交貨，在性能指(zhi)標中，都包含(han)有(you)力學(xue)性能要求。有(you)的(de)(de)(de)鋼級(ji)如C90、T95還要求抗H,S應力腐蝕試驗，并(bing)對(dui)熱(re)處理(li)的(de)(de)(de)最低回(hui)火溫(wen)度有(you)要求；標準中對(dui)鋼的(de)(de)(de)淬(cui)透(tou)性也(ye)作出了相應的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)，如C90、T95鋼級(ji)，鋼的(de)(de)(de)淬(cui)透(tou)性要求淬(cui)火后的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量(liang)不(bu)小于(yu)90%;其(qi)他(ta)鋼級(ji)淬(cui)火后的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量(liang)不(bu)小于(yu)50%.根據這些要求，不(bu)同鋼種的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分在滿足標準規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)，必須對(dui)元素的(de)(de)(de)選用(yong)及含(han)量(liang)進行調整，并(bing)通過試驗確(que)定(ding)適用(yong)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分。
三、石油管材淬火的(de)要求和判斷
高鋼級(ji)的(de)石油管材產品均須調質處理才(cai)能(neng)達到標(biao)準要求(qiu)的(de)性能(neng)要求(qiu)，所謂調質即淬火加(jia)高溫回火，得到回火索(suo)氏體(ti)組(zu)織，并具有(you)綜合的(de)性能(neng)組(zu)合。
淬(cui)火的(de)目的(de)在于(yu)獲得馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織，但在實際生產中(zhong)，獲得100%馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)是很難(nan)做到(dao)。這(zhe)樣，經高溫回火后(hou)可獲得均勻的(de)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，這(zhe)一點對(dui)于(yu)高強度(du)高韌(ren)性(xing)及抗硫(liu)化氫(qing)應力腐蝕鋼(gang)級十分重要(yao)。在標準(zhun)（API5CT)中(zhong)對(dui)須(xu)調(diao)質處理的(de)鋼(gang)級均有淬(cui)透性(xing)要(yao)求，其(qi)中(zhong)，抗硫(liu)化氫(qing)的(de)C90、T95鋼(gang)級要(yao)求淬(cui)火后(hou)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)含量不(bu)小于(yu)90%;其(qi)他鋼(gang)級的(de)淬(cui)透性(xing)要(yao)求淬(cui)火后(hou)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)含量不(bu)小于(yu)50%。
在(zai)API5CT中對馬氏體含量的判(pan)斷(duan)用(yong)檢(jian)測硬(ying)(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)的方(fang)法(fa)進行判(pan)斷(duan)，從全長淬火的管子上取(qu)(qu)一(yi)個(ge)(ge)環(huan)型(xing)試樣(yang)，分(fen)為四(si)個(ge)(ge)象限(xian)(xian)，在(zai)每個(ge)(ge)象限(xian)(xian)內沿(yan)壁厚的內、中、外打9個(ge)(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)壓痕，取(qu)(qu)內、中、外3個(ge)(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)讀數平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)作為一(yi)個(ge)(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)，硬(ying)(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)應(ying)大于或等于按下面公式計算(suan)的硬(ying)(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)。
對于不(bu)小(xiao)于90%馬氏(shi)體時的硬度(du)值(zhi)公式：HRC =58×w(C)+27
對于不小于50%馬氏體時的硬度(du)值(zhi)公(gong)式：HRC=52×w(C)+21
四、石油管(guan)材常用的淬火(huo)方式
石油管(guan)材目前常用的淬火方式有以下幾種：
1. 浸入式固定內噴
鋼(gang)管(guan)置于(yu)淬(cui)(cui)火槽(cao)(cao)內的V型座上，一(yi)端由壓(ya)(ya)頭壓(ya)(ya)緊(jin)，內噴(pen)嘴向管(guan)內噴(pen)入淬(cui)(cui)火介質(zhi)(zhi)，淬(cui)(cui)火槽(cao)(cao)側面有一(yi)排噴(pen)管(guan)橫向噴(pen)出淬(cui)(cui)火介質(zhi)(zhi)，起到對槽(cao)(cao)內介質(zhi)(zhi)的攪拌作用，淬(cui)(cui)火結(jie)束后(hou)由翻料鉤(gou)或提升鏈條將(jiang)鋼(gang)管(guan)移出淬(cui)(cui)火槽(cao)(cao)，淬(cui)(cui)火后(hou)鋼(gang)管(guan)的彎曲及(ji)橢圓度(du)較大；
2. 浸入式旋轉內噴
與浸入式固定內噴的(de)區別在于(yu)鋼管淬(cui)火過程中始終進(jin)行旋轉，其余大致(zhi)相(xiang)同，淬(cui)火后鋼管的(de)彎(wan)曲(qu)度及橢圓度較小；
3. 旋轉(zhuan)式外淋內(nei)噴
鋼(gang)管(guan)淬(cui)火時置于旋(xuan)(xuan)轉輪(lun)上(shang)，并由(you)壓緊輪(lun)壓住進(jin)行旋(xuan)(xuan)轉，鋼(gang)管(guan)上(shang)部由(you)一(yi)排噴(pen)水管(guan)向管(guan)子(zi)表面噴(pen)水，在管(guan)子(zi)端(duan)部由(you)一(yi)個(ge)噴(pen)嘴向管(guan)內噴(pen)水，冷卻結束后(hou)由(you)出料機構(gou)使管(guan)子(zi)離開淬(cui)火工位進(jin)入收集料架或收集鏈上(shang)，淬(cui)火后(hou)鋼(gang)管(guan)的(de)彎曲度及橢圓度較小(xiao)。
