A 目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管采用的標準

 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(guī)范》；

  2. 國際標準ISO 3183-1、2、3《石油天然氣 輸送鋼管 交貨技術條件》；

  3. 對于一些重要的長輸管線，根據(jù)具體的使用環(huán)境都有自己的補充采購技術條件。

B 在API油氣輸送鋼管標準中鋼管的分類及其主要區(qū)別

  按照API SPEC 5L的規(guī)定，輸送鋼管分為PLS1和PLS2兩個產(chǎn)品級別，對這兩類產(chǎn)品規(guī)定了不同的技術條件。其主要區(qū)別是：相對于PLS1、PLS2級別對碳當量、斷裂韌性、最大屈服強度和最大抗拉強度規(guī)定了強度要求。對硫、磷等有害元素的控制也更加嚴格。無縫管的無損檢驗成為強制要求。對質保書必須填寫的內容及試驗完成后可追溯性成為強制要求。

C 在ISO油氣輸送鋼管標準中鋼管的分級及其主要區(qū)別

  在ISO 3183 油氣輸送鋼管標準中，鋼管按照質量要求之間的差異，共分為A、B、C三部分，也被稱為A、B、C三級要求。其主要區(qū)別是：在ISO 3183-1A級標準要求中制定了與API SPEC 5L的規(guī)定相當?shù)幕举|量要求，這些主要的質量要求是通用的；在ISO 3183-2B級標準要求中除基本要求之外附加了有關韌性和無損檢驗方面的要求；還有某些特殊用途，例如酸性環(huán)境、海洋條件及低溫條件等對鋼管的質量和試驗有著非常嚴格的要求，這些主要反映在ISO 3183-3C級標準要求中。

D 油氣輸送管道對鋼的主要性能要求

 油氣輸送管道對鋼的主要性能要求包括：

   1. 強度 

    一般的油氣輸送管道都是根據(jù)鋼材的屈服強度設計的。采用屈服強度較高的鋼制管，可以提高管道工壓力，獲得較好的經(jīng)濟效益。因此，管道用鋼的屈服強度已經(jīng)從最初的碳素鋼逐步發(fā)展起來，20世紀40年代為X42~X52鋼級，60年代末達到X60~X70鋼級。

  現(xiàn)已正式生產(chǎn)和正式使用屈服強度已達到更高的X80~X100鋼級。

   2. 韌性 

    20世紀50年代和60年代，世界許多地區(qū)都發(fā)生過油氣管道的破裂事故，通過對這些事故的分析，大大促進了人們對管道韌性指標的認識。API5L規(guī)定，除常規(guī)的機械性能檢驗外，生產(chǎn)廠還應按SR5和SR6補充要求進行V形缺口夏比沖擊試驗和落錘撕裂試驗（即DWTT),鋼管出廠前應進行嚴格的無損檢驗。盡管如此，對于長輸管道來說，要完全避免破裂是困難的，還必須著眼于裂紋失穩(wěn)擴展的阻止。研究表明，可以用控制DWTT值的辦法達到止裂。為此，世界許多國家對管道鋼規(guī)定了DWTT試驗的斷口剪切面積百分比的最低值。

  3. 可焊性 

   由于野外敷設管道的現(xiàn)場條件惡劣，鋼管對接焊接時要求有良好的可焊性?？珊感圆畹匿摴茉诤附訒r易在焊縫處產(chǎn)生裂紋，并造成焊縫及熱影響區(qū)硬度增高、韌性下降，增加管道破裂的可能性。鋼材可焊性設計原則是對馬氏體轉變點及淬硬性的控制。根據(jù)合金元素對馬氏體轉變點的影響和實際經(jīng)驗確定的碳當量計算公式，可用來評定鋼的可焊性。碳當量一般應控制在0.40%以下。實際上，大多數(shù)鋼廠均控制在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板劈裂或在焊接過程產(chǎn)生層狀撕裂。因此，API標準對管道焊管除規(guī)定進行壓扁試驗外，還要求進行導向彎曲試驗。提高延展性的關鍵是減少鋼中非金屬夾雜物并控制夾雜物的形態(tài)和分布。

  5. 耐腐蝕性 

  在輸送含硫油氣時，管道內壁接觸硫化氫和二氧化碳，從而導致氫脆和應力腐蝕破裂。一般采用降低鋼的含硫量、控制硫化物形態(tài)、改善沿壁厚方向的韌性等措施。其主要特點是通過微合金化和控制軋制，在熱軋狀態(tài)下獲得高強度、高塑性、高韌性和良好的可焊性。為了全面滿足石油天然氣輸送管道對鋼的性能要求，除了嚴密的合金設計外，對硫、磷等有害元素的控制也非常嚴格。一般含硫量控制在0.010%以下，以提高鋼的塑性、韌性，特別是橫向韌性。

E. 石油專用管中的油管和套管在API標準中的分類

  石油專用管中的油管和套管在 API標準中的分類如表 1-10 所示。

  在API 5CT標準中套管和油管分為4組、19個鋼級。按照制造方法，又分為無縫鋼管和焊管兩大類。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼級限定使用無縫鋼管外，其他鋼級不僅可以使用無縫鋼管還可以使用電阻焊或電感應焊接方法生產(chǎn)的直縫焊管。其熱處理工藝，除第1組3個鋼級外，第1組N80Q類、第2、3、4組共14個鋼級都必須進行全長淬火＋回火處理，并對第2組的8個鋼級規(guī)定了最低回火溫度。對第1組、第2組M65鋼級和第3組共7個鋼級只規(guī)定了硫、磷含量最大值，而未規(guī)定其他主要化學成分。對第2組和第4組共12個鋼級規(guī)定了化學成分要求。

F 油管和套管的鋼級表達的具體含義

  在API SPEC 5CT標準中，套管和油管的鋼級標明其屈服強度和一些特殊的特征。鋼級標注通常用1個字母和2或3個數(shù)字表示，如N80.在大多數(shù)情況下，按照字母在字母表中的順序，越往后的字母，代表管子的屈服強度越大。例如，N80一級鋼材的屈服強度要比J55的大。數(shù)字符號是以千磅每平方英寸表示的管材最小屈服強度來確定的。例如：N80鋼級的最低屈服強度為80klb/in2。

  API SPEC 5CT標準列出的套管鋼級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套管鋼級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。

G 國內外常使用的非API油管、套管種類

  除了API標準的套管外，國內外還研究和發(fā)展了在油田特殊地質工況環(huán)境使用的非API套管，包括：用于深井的超高強度油管、套管；高抗擠毀套管；含硫化氫油氣井中使用的抗硫化氫應力腐蝕油管、套管；用于低溫油氣井的高強度油管、套管；用于只有二氧化碳和氯離子，幾乎不含硫化氫腐蝕性環(huán)境下使用的油管、套管；用于硫化氫、二氧化碳和氯離子三者共存強烈腐蝕性環(huán)境下使用的油管、套管。

H 石油專用管中的油管和套管API標準的螺紋連接基本情況

  石油專用管中的油管和套管API標準的螺紋連接由兩部分組成：管子或公端以及接箍或母端。有外螺紋的叫管子或公端，有內螺紋的叫接箍或母端。

  兩個公端用一個接箍連接起來，接箍是一段外徑比管子稍大的短管。兩端均有內螺紋。所有帶 API螺紋和接箍的套管和管線管都是不加厚的。

  油管是不加厚或外加厚，管端的內徑大約等于管體的內徑，但加厚端的外徑比管體大，整體連接油管的兩端是加厚的。

  API規(guī)范中包括4種螺紋，即管線管螺紋、圓螺紋、偏梯形螺紋以及直連型螺紋。管線管、圓螺紋、偏梯形的螺紋在擰接裝配時要求配合在一起，達到用密封填充脂一起阻止從螺紋泄漏。直連型套管螺紋末設計成密封的，直連型連接的密封是采用金屬對金屬的密封來實現(xiàn)的。

I API標準螺紋的主要參數(shù)

 API標準螺紋的主要參數(shù)包括：

   1. 螺紋長度（除偏梯形螺紋）：從螺紋起點（管端）到消失點的長度；

   2. 螺紋高度：螺紋齒頂?shù)烬X底間的距離；

   3. 螺距：螺紋任一點沿軸向到相鄰齒的對應點的距離；

   4. 螺紋錐度：以英寸表示的每英寸螺紋長度的螺紋直徑變化；

  5. 緊密距：管子或接箍端面到環(huán)規(guī)或塞規(guī)擰緊位置間沿軸向測得的距離；

  6. 螺紋尾扣錐度（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度。