A 目前(qian)國內外(wai)廣(guang)泛(fan)使用的油氣輸送鋼管(guan)采用的標(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(hui)的API SPEC 5L《管線管規范》；
2. 國際標準ISO 3183-1、2、3《石油天(tian)然氣 輸送(song)鋼(gang)管(guan) 交貨技術條件(jian)》；
3. 對(dui)于(yu)一些重要(yao)的長輸管線(xian)，根據具體的使用環(huan)境都有自己的補充采購技術條(tiao)件。
B 在(zai)API油(you)氣輸送鋼管標(biao)準中鋼管的分類及(ji)其(qi)主要區別(bie)
按照API SPEC 5L的(de)規定(ding)(ding)，輸(shu)送鋼管分為(wei)PLS1和PLS2兩(liang)個產品級別(bie)，對(dui)(dui)這兩(liang)類產品規定(ding)(ding)了(le)不同的(de)技術條件。其主要區別(bie)是：相對(dui)(dui)于PLS1、PLS2級別(bie)對(dui)(dui)碳當量(liang)、斷裂韌性、最大(da)屈(qu)服強度(du)(du)和最大(da)抗拉強度(du)(du)規定(ding)(ding)了(le)強度(du)(du)要求(qiu)。對(dui)(dui)硫、磷(lin)等有(you)害元素的(de)控制也更加嚴格(ge)。無(wu)縫(feng)管的(de)無(wu)損檢(jian)驗成為(wei)強制要求(qiu)。對(dui)(dui)質保(bao)書必須填寫的(de)內容及(ji)試驗完成后(hou)可追溯(su)性成為(wei)強制要求(qiu)。
C 在(zai)ISO油氣(qi)輸送鋼管(guan)標(biao)準中鋼管(guan)的(de)分級及其主(zhu)要(yao)區(qu)別
在(zai)ISO 3183 油氣輸(shu)送鋼管標(biao)準(zhun)(zhun)中(zhong)(zhong)，鋼管按(an)照質量(liang)要求(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)間(jian)的差(cha)異，共分(fen)為(wei)A、B、C三部分(fen)，也(ye)被稱為(wei)A、B、C三級(ji)要求(qiu)(qiu)(qiu)。其主(zhu)(zhu)要區別是：在(zai)ISO 3183-1A級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)(zhong)制定了與(yu)API SPEC 5L的規定相當(dang)的基(ji)本質量(liang)要求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些(xie)主(zhu)(zhu)要的質量(liang)要求(qiu)(qiu)(qiu)是通用的；在(zai)ISO 3183-2B級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)(zhong)除基(ji)本要求(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)外(wai)附加了有關韌性(xing)和無損(sun)檢驗方面的要求(qiu)(qiu)(qiu)；還有某些(xie)特殊用途，例(li)如酸性(xing)環境、海洋條(tiao)件(jian)及低溫條(tiao)件(jian)等對鋼管的質量(liang)和試驗有著非常嚴格的要求(qiu)(qiu)(qiu)，這(zhe)些(xie)主(zhu)(zhu)要反映在(zai)ISO 3183-3C級(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)要求(qiu)(qiu)(qiu)中(zhong)(zhong)。
D 油氣輸送管(guan)道對鋼的(de)主要性能(neng)要求
油(you)氣(qi)輸送管道對鋼的主(zhu)要性能要求包括(kuo)：
1. 強度
一般(ban)的(de)(de)(de)(de)油氣(qi)輸送管道都是根(gen)據(ju)鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度設計的(de)(de)(de)(de)。采用屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)制管，可以(yi)提高管道工壓力，獲得(de)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)經濟效益(yi)。因此，管道用鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度已經從最初的(de)(de)(de)(de)碳(tan)素鋼(gang)(gang)逐步發展起來，20世紀(ji)40年(nian)代為X42~X52鋼(gang)(gang)級(ji)，60年(nian)代末達到(dao)X60~X70鋼(gang)(gang)級(ji)。
現已(yi)(yi)正式生產和正式使用(yong)屈服(fu)強(qiang)度已(yi)(yi)達(da)到更高的X80~X100鋼級。
2. 韌性(xing)
20世(shi)紀50年(nian)代和60年(nian)代，世(shi)界(jie)許多地區都發生過油氣管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)破裂(lie)事故，通(tong)過對(dui)這些事故的(de)(de)(de)分析(xi)，大大促(cu)進(jin)了(le)(le)人們對(dui)管(guan)(guan)道(dao)韌性(xing)指標的(de)(de)(de)認識。API5L規定(ding)，除常(chang)規的(de)(de)(de)機械性(xing)能檢驗外，生產廠還應(ying)按(an)SR5和SR6補充要(yao)求進(jin)行V形缺(que)口夏比(bi)沖擊(ji)試驗和落錘(chui)撕裂(lie)試驗（即DWTT),鋼管(guan)(guan)出廠前應(ying)進(jin)行嚴格的(de)(de)(de)無損檢驗。盡管(guan)(guan)如(ru)此，對(dui)于長(chang)輸(shu)管(guan)(guan)道(dao)來說，要(yao)完全(quan)避免破裂(lie)是困難的(de)(de)(de)，還必須著眼于裂(lie)紋失穩擴展的(de)(de)(de)阻(zu)止。研究(jiu)表明，可以用控制DWTT值的(de)(de)(de)辦法達到止裂(lie)。為此，世(shi)界(jie)許多國家對(dui)管(guan)(guan)道(dao)鋼規定(ding)了(le)(le)DWTT試驗的(de)(de)(de)斷口剪切面積百分比(bi)的(de)(de)(de)最低(di)值。
3. 可(ke)焊性(xing)
由于野外敷設(she)管道的(de)(de)(de)(de)現(xian)場(chang)條件惡劣，鋼(gang)(gang)管對接焊(han)(han)接時要求有(you)良好的(de)(de)(de)(de)可焊(han)(han)性(xing)(xing)。可焊(han)(han)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)管在(zai)焊(han)(han)接時易在(zai)焊(han)(han)縫(feng)處(chu)產生裂紋，并(bing)造(zao)成焊(han)(han)縫(feng)及熱影(ying)(ying)響區硬(ying)度增高、韌性(xing)(xing)下(xia)降，增加管道破裂的(de)(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)材可焊(han)(han)性(xing)(xing)設(she)計原則是對馬氏體轉(zhuan)變點及淬硬(ying)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)控制。根據合金元素(su)對馬氏體轉(zhuan)變點的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響和實際(ji)經驗(yan)確定的(de)(de)(de)(de)碳當(dang)(dang)量(liang)計算公(gong)式(shi)，可用來評定鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)可焊(han)(han)性(xing)(xing)。碳當(dang)(dang)量(liang)一(yi)般應(ying)控制在(zai)0.40%以下(xia)。實際(ji)上(shang)，大多數鋼(gang)(gang)廠(chang)均控制在(zai)0.35%以下(xia)。
4. 延展性
如果延展性(xing)不足，會導致冷(leng)彎(wan)(wan)成形(xing)(xing)過(guo)程鋼(gang)板(ban)劈裂或在(zai)焊(han)接過(guo)程產生(sheng)層狀撕裂。因(yin)此，API標(biao)準對管道焊(han)管除規定進行(xing)壓扁(bian)試(shi)驗外，還(huan)要求進行(xing)導向彎(wan)(wan)曲試(shi)驗。提高延展性(xing)的(de)關(guan)鍵是減少鋼(gang)中非金屬夾(jia)雜(za)物并控(kong)制(zhi)夾(jia)雜(za)物的(de)形(xing)(xing)態和(he)分布。
5. 耐(nai)腐蝕性
在(zai)輸(shu)送含硫油(you)氣時，管(guan)道(dao)內壁(bi)(bi)接觸硫化氫和(he)二(er)氧化碳(tan)，從而導致(zhi)氫脆(cui)和(he)應力腐蝕(shi)破(po)裂(lie)。一般采用降低(di)鋼(gang)的(de)含硫量、控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)硫化物形態、改善(shan)沿壁(bi)(bi)厚方向的(de)韌(ren)性等措(cuo)施(shi)。其主要特點是通過微(wei)合金化和(he)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)，在(zai)熱(re)軋狀態下獲得高強度、高塑性、高韌(ren)性和(he)良好的(de)可焊性。為(wei)了全(quan)面(mian)滿足石(shi)油(you)天然氣輸(shu)送管(guan)道(dao)對(dui)鋼(gang)的(de)性能要求，除了嚴(yan)密的(de)合金設(she)計(ji)外，對(dui)硫、磷等有害元素的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)也非常嚴(yan)格。一般含硫量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)0.010%以下，以提高鋼(gang)的(de)塑性、韌(ren)性，特別是橫(heng)向韌(ren)性。
E. 石(shi)油專(zhuan)用管中的(de)油管和套管在(zai)API標(biao)準中的(de)分(fen)類
石油專用管(guan)中(zhong)(zhong)的油管(guan)和(he)套管(guan)在 API標準中(zhong)(zhong)的分(fen)類如(ru)表 1-10 所示。
在(zai)API 5CT標準中套管(guan)(guan)(guan)和(he)油管(guan)(guan)(guan)分為(wei)4組(zu)、19個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)。按照制造方法(fa)，又分為(wei)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)和(he)焊(han)管(guan)(guan)(guan)兩大(da)類。除(chu)L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等6鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)限(xian)定(ding)(ding)使(shi)(shi)用無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)外，其(qi)他(ta)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)不僅(jin)可(ke)以(yi)使(shi)(shi)用無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)還可(ke)以(yi)使(shi)(shi)用電阻焊(han)或電感(gan)應焊(han)接方法(fa)生產的直(zhi)縫焊(han)管(guan)(guan)(guan)。其(qi)熱處(chu)理(li)(li)工藝，除(chu)第(di)(di)1組(zu)3個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)外，第(di)(di)1組(zu)N80Q類、第(di)(di)2、3、4組(zu)共14個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)都必須進行(xing)全長淬火(huo)＋回火(huo)處(chu)理(li)(li)，并對(dui)第(di)(di)2組(zu)的8個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)規定(ding)(ding)了(le)(le)最(zui)(zui)低回火(huo)溫度(du)。對(dui)第(di)(di)1組(zu)、第(di)(di)2組(zu)M65鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)和(he)第(di)(di)3組(zu)共7個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)只規定(ding)(ding)了(le)(le)硫、磷含量最(zui)(zui)大(da)值(zhi)，而(er)未(wei)規定(ding)(ding)其(qi)他(ta)主要化學成分。對(dui)第(di)(di)2組(zu)和(he)第(di)(di)4組(zu)共12個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)規定(ding)(ding)了(le)(le)化學成分要求。
F 油管和套管的鋼級表達的具體含義
在(zai)API SPEC 5CT標(biao)準中(zhong)，套管(guan)(guan)和(he)油(you)管(guan)(guan)的鋼級標(biao)明(ming)其屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度和(he)一些特殊的特征。鋼級標(biao)注通常用1個(ge)字母(mu)和(he)2或3個(ge)數(shu)(shu)字表(biao)(biao)示，如N80.在(zai)大(da)多數(shu)(shu)情(qing)況下，按照(zhao)字母(mu)在(zai)字母(mu)表(biao)(biao)中(zhong)的順序，越(yue)往后的字母(mu)，代表(biao)(biao)管(guan)(guan)子的屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度越(yue)大(da)。例如，N80一級鋼材的屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度要比J55的大(da)。數(shu)(shu)字符號是以千磅每平方英寸表(biao)(biao)示的管(guan)(guan)材最(zui)(zui)小(xiao)屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度來確(que)定的。例如：N80鋼級的最(zui)(zui)低屈(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度為(wei)80klb/in2。
API SPEC 5CT標(biao)準列(lie)出的套管鋼級(ji)有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套管鋼級(ji)有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國(guo)內(nei)外常使用的非API油管、套管種類
除了(le)API標準(zhun)的(de)(de)(de)套(tao)(tao)(tao)管外，國內外還研(yan)究和發(fa)展了(le)在油(you)田特(te)殊(shu)地質工況環境使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)非API套(tao)(tao)(tao)管，包括(kuo)：用(yong)(yong)于(yu)(yu)深井的(de)(de)(de)超(chao)高強度(du)油(you)管、套(tao)(tao)(tao)管；高抗擠(ji)毀(hui)套(tao)(tao)(tao)管；含硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)油(you)氣井中使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)抗硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)應(ying)力腐蝕(shi)油(you)管、套(tao)(tao)(tao)管；用(yong)(yong)于(yu)(yu)低溫油(you)氣井的(de)(de)(de)高強度(du)油(you)管、套(tao)(tao)(tao)管；用(yong)(yong)于(yu)(yu)只有二氧(yang)化(hua)碳和氯離(li)子(zi)，幾乎不(bu)含硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)腐蝕(shi)性環境下使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)油(you)管、套(tao)(tao)(tao)管；用(yong)(yong)于(yu)(yu)硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)、二氧(yang)化(hua)碳和氯離(li)子(zi)三者共存強烈腐蝕(shi)性環境下使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)油(you)管、套(tao)(tao)(tao)管。
H 石(shi)油(you)專用(yong)管中的油(you)管和套管API標(biao)準的螺紋連接基本情況
石油專用管(guan)(guan)中的(de)(de)油管(guan)(guan)和套管(guan)(guan)API標準的(de)(de)螺(luo)紋連接由兩部分(fen)組成：管(guan)(guan)子(zi)或公(gong)端(duan)以及接箍或母端(duan)。有外螺(luo)紋的(de)(de)叫管(guan)(guan)子(zi)或公(gong)端(duan)，有內螺(luo)紋的(de)(de)叫接箍或母端(duan)。
兩個(ge)公端用一個(ge)接(jie)箍(gu)連(lian)接(jie)起來(lai)，接(jie)箍(gu)是一段外徑(jing)比管(guan)子(zi)稍大的(de)(de)短管(guan)。兩端均有內螺紋(wen)。所有帶 API螺紋(wen)和接(jie)箍(gu)的(de)(de)套管(guan)和管(guan)線(xian)管(guan)都(dou)是不加厚(hou)的(de)(de)。
油(you)管是(shi)不加(jia)厚或外加(jia)厚，管端的(de)內徑(jing)大約等于管體(ti)的(de)內徑(jing)，但加(jia)厚端的(de)外徑(jing)比管體(ti)大，整(zheng)體(ti)連(lian)接(jie)油(you)管的(de)兩端是(shi)加(jia)厚的(de)。
API規(gui)范中包括4種螺(luo)紋(wen)(wen)，即管(guan)線管(guan)螺(luo)紋(wen)(wen)、圓(yuan)螺(luo)紋(wen)(wen)、偏梯形螺(luo)紋(wen)(wen)以及直連(lian)型螺(luo)紋(wen)(wen)。管(guan)線管(guan)、圓(yuan)螺(luo)紋(wen)(wen)、偏梯形的螺(luo)紋(wen)(wen)在(zai)擰接裝配時要求配合在(zai)一起，達到用密(mi)(mi)封填(tian)充(chong)脂一起阻(zu)止(zhi)從螺(luo)紋(wen)(wen)泄漏(lou)。直連(lian)型套管(guan)螺(luo)紋(wen)(wen)末設計成(cheng)密(mi)(mi)封的，直連(lian)型連(lian)接的密(mi)(mi)封是采用金屬對金屬的密(mi)(mi)封來實現的。
I API標準螺紋(wen)的主要參數
API標準(zhun)螺紋的(de)主要參數(shu)包括：
1. 螺(luo)(luo)(luo)紋長(chang)度（除偏梯形螺(luo)(luo)(luo)紋）：從螺(luo)(luo)(luo)紋起(qi)點（管端）到消失點的長(chang)度；
2. 螺紋高度：螺紋齒頂到齒底(di)間的距(ju)離；
3. 螺距：螺紋任(ren)一點(dian)沿軸向到相鄰齒的對應(ying)點(dian)的距離(li)；
4. 螺紋錐度(du)：以英寸(cun)(cun)表示(shi)的(de)每英寸(cun)(cun)螺紋長度(du)的(de)螺紋直徑變(bian)化；
5. 緊(jin)密距：管子或接箍端(duan)面到(dao)環(huan)規(gui)或塞規(gui)擰緊(jin)位置(zhi)間(jian)沿軸向測得的(de)距離；
6. 螺(luo)紋(wen)(wen)尾(wei)扣(kou)錐度（僅偏梯螺(luo)紋(wen)(wen)）：切削工具的快速退刀(dao)造成螺(luo)紋(wen)(wen)末(mo)端有(you)一(yi)個陡峭的斜度。
