A 目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼管(guan)采(cai)用的標準
目前國內外廣泛使用的油氣輸送鋼(gang)管采用的標準有：
1. 美(mei)國石油學會的API SPEC 5L《管(guan)線管(guan)規(gui)范》；
2. 國際標(biao)準ISO 3183-1、2、3《石油天然氣(qi) 輸送鋼管 交貨技術條(tiao)件(jian)》；
3. 對于(yu)一些重(zhong)要的(de)長輸(shu)管線，根(gen)據具體的(de)使用(yong)環境都有自己(ji)的(de)補充采購技術條件(jian)。
B 在(zai)API油氣輸送鋼管(guan)標準(zhun)中鋼管(guan)的分(fen)類及其(qi)主要(yao)區別
按(an)照API SPEC 5L的(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)(ding)，輸送鋼(gang)管(guan)(guan)分為PLS1和(he)PLS2兩個(ge)產(chan)品級(ji)(ji)別(bie)，對(dui)(dui)這兩類產(chan)品規(gui)(gui)定(ding)(ding)了(le)不同的(de)(de)技術(shu)條件。其主(zhu)要區別(bie)是(shi)：相對(dui)(dui)于PLS1、PLS2級(ji)(ji)別(bie)對(dui)(dui)碳當量、斷裂韌性(xing)、最大屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和(he)最大抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)規(gui)(gui)定(ding)(ding)了(le)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)要求。對(dui)(dui)硫(liu)、磷(lin)等有害(hai)元(yuan)素的(de)(de)控(kong)制也更(geng)加(jia)嚴(yan)格(ge)。無縫管(guan)(guan)的(de)(de)無損檢驗成(cheng)為強(qiang)(qiang)(qiang)制要求。對(dui)(dui)質保(bao)書必須填寫的(de)(de)內容(rong)及試驗完成(cheng)后可追(zhui)溯性(xing)成(cheng)為強(qiang)(qiang)(qiang)制要求。
C 在(zai)ISO油氣輸送鋼管(guan)標準中鋼管(guan)的分級(ji)及其主要區別
在(zai)ISO 3183 油氣(qi)輸送鋼管(guan)標(biao)準(zhun)(zhun)中(zhong)，鋼管(guan)按照質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求之間的(de)差異(yi)，共分為A、B、C三部分，也被稱(cheng)為A、B、C三級要(yao)(yao)(yao)求。其(qi)主要(yao)(yao)(yao)區別是(shi)：在(zai)ISO 3183-1A級標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)求中(zhong)制(zhi)定(ding)了與API SPEC 5L的(de)規定(ding)相當(dang)的(de)基本質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求，這(zhe)些(xie)(xie)主要(yao)(yao)(yao)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求是(shi)通用的(de)；在(zai)ISO 3183-2B級標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)求中(zhong)除(chu)基本要(yao)(yao)(yao)求之外附加了有關韌性和無損(sun)檢驗(yan)(yan)方面的(de)要(yao)(yao)(yao)求；還有某(mou)些(xie)(xie)特殊用途，例如酸性環境、海洋條(tiao)件(jian)及低(di)溫條(tiao)件(jian)等對(dui)鋼管(guan)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)和試(shi)驗(yan)(yan)有著非(fei)常嚴格的(de)要(yao)(yao)(yao)求，這(zhe)些(xie)(xie)主要(yao)(yao)(yao)反映(ying)在(zai)ISO 3183-3C級標(biao)準(zhun)(zhun)要(yao)(yao)(yao)求中(zhong)。
D 油氣輸送(song)管道對鋼的主要性能要求
油氣輸(shu)送(song)管道對鋼的主要性能要求包括：
1. 強度
一般的(de)油氣輸送管道(dao)都是根(gen)據鋼(gang)材的(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)設(she)計的(de)。采(cai)用(yong)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)較高(gao)的(de)鋼(gang)制管，可以(yi)提高(gao)管道(dao)工壓力，獲得較好的(de)經(jing)濟效益。因此，管道(dao)用(yong)鋼(gang)的(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)已經(jing)從最初的(de)碳素鋼(gang)逐步發展起(qi)來，20世紀40年代為X42~X52鋼(gang)級(ji)，60年代末達到(dao)X60~X70鋼(gang)級(ji)。
現已(yi)正式生產(chan)和正式使用(yong)屈服強度已(yi)達到(dao)更高的(de)X80~X100鋼級。
2. 韌性
20世紀50年(nian)代和60年(nian)代，世界許(xu)多地區都發(fa)生(sheng)過(guo)油氣管(guan)道(dao)(dao)的(de)破裂(lie)事(shi)(shi)故(gu)，通過(guo)對(dui)(dui)這(zhe)些事(shi)(shi)故(gu)的(de)分(fen)析，大大促進(jin)(jin)了人們對(dui)(dui)管(guan)道(dao)(dao)韌性(xing)指(zhi)標(biao)的(de)認識。API5L規(gui)(gui)定，除(chu)常規(gui)(gui)的(de)機械性(xing)能檢(jian)驗(yan)外(wai)，生(sheng)產(chan)廠還應(ying)按SR5和SR6補充要求進(jin)(jin)行V形缺口(kou)夏比沖(chong)擊試(shi)驗(yan)和落錘撕(si)裂(lie)試(shi)驗(yan)（即DWTT),鋼(gang)管(guan)出廠前應(ying)進(jin)(jin)行嚴格的(de)無損檢(jian)驗(yan)。盡管(guan)如此，對(dui)(dui)于長輸管(guan)道(dao)(dao)來(lai)說，要完(wan)全避免(mian)破裂(lie)是困(kun)難的(de)，還必(bi)須(xu)著眼于裂(lie)紋失穩擴展的(de)阻止。研究表明，可以用控制(zhi)DWTT值的(de)辦(ban)法達到止裂(lie)。為此，世界許(xu)多國家對(dui)(dui)管(guan)道(dao)(dao)鋼(gang)規(gui)(gui)定了DWTT試(shi)驗(yan)的(de)斷(duan)口(kou)剪切面積(ji)百分(fen)比的(de)最低值。
3. 可焊性
由(you)于野外敷設管道的(de)現場(chang)條件(jian)惡劣，鋼(gang)(gang)管對(dui)接(jie)焊(han)接(jie)時(shi)要求有良(liang)好的(de)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)(xing)(xing)。可(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)(xing)(xing)差的(de)鋼(gang)(gang)管在(zai)焊(han)接(jie)時(shi)易(yi)在(zai)焊(han)縫處產(chan)生裂(lie)紋，并(bing)造成焊(han)縫及熱影響區硬(ying)(ying)度增高、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)降，增加管道破裂(lie)的(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)材可(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)(xing)(xing)設計(ji)原則(ze)是對(dui)馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變點(dian)及淬硬(ying)(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)控(kong)制。根據合金(jin)元素對(dui)馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變點(dian)的(de)影響和實際經驗確定的(de)碳當量計(ji)算公式，可(ke)(ke)用來評定鋼(gang)(gang)的(de)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)(xing)(xing)(xing)。碳當量一般(ban)應控(kong)制在(zai)0.40%以下(xia)。實際上，大(da)多數鋼(gang)(gang)廠均控(kong)制在(zai)0.35%以下(xia)。
4. 延展性
如果延展性不(bu)足，會導致冷彎成(cheng)形過(guo)程鋼(gang)(gang)板劈裂或在焊(han)接過(guo)程產生層狀撕裂。因此，API標準對管(guan)道焊(han)管(guan)除規定(ding)進行壓扁試驗外(wai)，還要(yao)求進行導向彎曲(qu)試驗。提高(gao)延展性的(de)關鍵(jian)是(shi)減少鋼(gang)(gang)中非(fei)金(jin)屬(shu)夾(jia)雜物(wu)并控制(zhi)夾(jia)雜物(wu)的(de)形態(tai)和分布。
5. 耐腐蝕(shi)性
在輸(shu)送(song)含(han)(han)(han)硫(liu)(liu)油氣(qi)時，管道(dao)內(nei)壁接觸硫(liu)(liu)化(hua)氫和(he)(he)二氧化(hua)碳，從而導致氫脆(cui)和(he)(he)應力腐蝕破裂。一般采用降低鋼的(de)(de)含(han)(han)(han)硫(liu)(liu)量、控(kong)(kong)制硫(liu)(liu)化(hua)物形態、改善沿壁厚方向的(de)(de)韌性(xing)等(deng)措施。其(qi)主(zhu)要特點(dian)是(shi)通(tong)過微合金(jin)化(hua)和(he)(he)控(kong)(kong)制軋(ya)制，在熱軋(ya)狀態下獲得高(gao)強度、高(gao)塑性(xing)、高(gao)韌性(xing)和(he)(he)良好(hao)的(de)(de)可(ke)焊性(xing)。為(wei)了全(quan)面滿足石(shi)油天然氣(qi)輸(shu)送(song)管道(dao)對鋼的(de)(de)性(xing)能要求，除了嚴密的(de)(de)合金(jin)設(she)計外，對硫(liu)(liu)、磷等(deng)有害(hai)元(yuan)素(su)的(de)(de)控(kong)(kong)制也(ye)非常嚴格。一般含(han)(han)(han)硫(liu)(liu)量控(kong)(kong)制在0.010%以下，以提(ti)高(gao)鋼的(de)(de)塑性(xing)、韌性(xing)，特別是(shi)橫向韌性(xing)。
E. 石油專(zhuan)用管(guan)中的油管(guan)和套(tao)管(guan)在API標準中的分(fen)類
石(shi)油專用管中(zhong)的(de)油管和套管在 API標準中(zhong)的(de)分類如表 1-10 所示。
在(zai)API 5CT標準中(zhong)套管(guan)和(he)油管(guan)分為4組、19個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)。按照制造方(fang)法，又分為無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)和(he)焊(han)管(guan)兩大(da)類(lei)。除L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90-2、T95-1、T95-2等(deng)6鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)限定使(shi)用無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)外(wai)，其(qi)他鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)不(bu)僅可以使(shi)用無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)還可以使(shi)用電阻焊(han)或電感應焊(han)接方(fang)法生產的直(zhi)縫焊(han)管(guan)。其(qi)熱處(chu)理工(gong)藝，除第1組3個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)外(wai)，第1組N80Q類(lei)、第2、3、4組共14個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)都(dou)必須進行全(quan)長淬火＋回(hui)火處(chu)理，并(bing)對(dui)(dui)第2組的8個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定了最(zui)低回(hui)火溫度。對(dui)(dui)第1組、第2組M65鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)和(he)第3組共7個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)只(zhi)規(gui)定了硫、磷含量最(zui)大(da)值(zhi)，而未規(gui)定其(qi)他主要化(hua)學成(cheng)分。對(dui)(dui)第2組和(he)第4組共12個(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)(ji)規(gui)定了化(hua)學成(cheng)分要求。
F 油管(guan)和(he)套管(guan)的鋼級表達(da)的具(ju)體含義
在API SPEC 5CT標(biao)準中，套管(guan)和(he)(he)油管(guan)的(de)(de)鋼(gang)級(ji)標(biao)明其屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度(du)和(he)(he)一些(xie)特(te)殊(shu)的(de)(de)特(te)征(zheng)。鋼(gang)級(ji)標(biao)注通常(chang)用1個字(zi)母(mu)(mu)和(he)(he)2或3個數(shu)(shu)(shu)字(zi)表(biao)示，如(ru)N80.在大多數(shu)(shu)(shu)情況下，按(an)照字(zi)母(mu)(mu)在字(zi)母(mu)(mu)表(biao)中的(de)(de)順序，越往(wang)后的(de)(de)字(zi)母(mu)(mu)，代表(biao)管(guan)子的(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度(du)越大。例(li)如(ru)，N80一級(ji)鋼(gang)材(cai)的(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度(du)要比J55的(de)(de)大。數(shu)(shu)(shu)字(zi)符號是以千磅(bang)每平方英寸表(biao)示的(de)(de)管(guan)材(cai)最小(xiao)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度(du)來確定的(de)(de)。例(li)如(ru)：N80鋼(gang)級(ji)的(de)(de)最低(di)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)強(qiang)度(du)為80klb/in2。
API SPEC 5CT標準列出(chu)的套(tao)(tao)管鋼級有：H40、J55、K55、N80、M65、L80、C90、C95、T59、P110、Q125;套(tao)(tao)管鋼級有：H40、J55、N80、180、C90、T59、P110。
G 國內(nei)外常使用的非(fei)API油管、套(tao)管種(zhong)類
除了API標準的(de)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)外，國內外還研究和發展了在(zai)油田(tian)特殊地質(zhi)工況環境(jing)使用(yong)的(de)非API套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，包括(kuo)：用(yong)于深井(jing)的(de)超高強(qiang)度油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；高抗擠毀(hui)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；含硫(liu)化氫(qing)油氣(qi)(qi)井(jing)中使用(yong)的(de)抗硫(liu)化氫(qing)應力腐蝕(shi)油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)于低溫油氣(qi)(qi)井(jing)的(de)高強(qiang)度油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)于只有二氧(yang)化碳和氯(lv)離子(zi)，幾乎不含硫(liu)化氫(qing)腐蝕(shi)性環境(jing)下(xia)使用(yong)的(de)油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；用(yong)于硫(liu)化氫(qing)、二氧(yang)化碳和氯(lv)離子(zi)三(san)者共(gong)存強(qiang)烈腐蝕(shi)性環境(jing)下(xia)使用(yong)的(de)油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。
H 石油(you)專用管(guan)中的(de)油(you)管(guan)和(he)套管(guan)API標準的(de)螺紋(wen)連接基本情況
石(shi)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(jie)由兩部分組(zu)成：管(guan)(guan)子(zi)或(huo)(huo)公端以及接(jie)箍(gu)或(huo)(huo)母(mu)端。有(you)(you)外螺(luo)紋的(de)(de)叫管(guan)(guan)子(zi)或(huo)(huo)公端，有(you)(you)內螺(luo)紋的(de)(de)叫接(jie)箍(gu)或(huo)(huo)母(mu)端。
兩(liang)個公(gong)端用一個接箍連接起來，接箍是一段外徑(jing)比(bi)管子(zi)稍(shao)大的短管。兩(liang)端均有(you)內螺紋(wen)。所有(you)帶 API螺紋(wen)和接箍的套(tao)管和管線管都(dou)是不加厚(hou)的。
油(you)管(guan)是不加(jia)厚或外加(jia)厚，管(guan)端的內徑(jing)(jing)大約等于管(guan)體(ti)的內徑(jing)(jing)，但加(jia)厚端的外徑(jing)(jing)比管(guan)體(ti)大，整體(ti)連接油(you)管(guan)的兩端是加(jia)厚的。
API規范中包括4種螺紋(wen)，即管線(xian)管螺紋(wen)、圓螺紋(wen)、偏梯(ti)形螺紋(wen)以及(ji)直(zhi)(zhi)連(lian)型螺紋(wen)。管線(xian)管、圓螺紋(wen)、偏梯(ti)形的(de)(de)螺紋(wen)在擰接裝配(pei)時要求配(pei)合在一起(qi)，達到(dao)用(yong)密封填(tian)充脂一起(qi)阻(zu)止(zhi)從(cong)螺紋(wen)泄漏。直(zhi)(zhi)連(lian)型套(tao)管螺紋(wen)末設計成密封的(de)(de)，直(zhi)(zhi)連(lian)型連(lian)接的(de)(de)密封是(shi)采(cai)用(yong)金屬(shu)對金屬(shu)的(de)(de)密封來實現(xian)的(de)(de)。
I API標準螺紋的主要參數
API標準螺(luo)紋的主(zhu)要(yao)參(can)數包括(kuo)：
1. 螺(luo)紋(wen)長度（除(chu)偏梯形螺(luo)紋(wen)）：從螺(luo)紋(wen)起點（管端）到消失點的長度；
2. 螺紋高度(du)：螺紋齒頂到(dao)齒底間的距離；
3. 螺距(ju)：螺紋任(ren)一點沿軸向到相鄰(lin)齒的對應點的距(ju)離；
4. 螺紋(wen)錐(zhui)度：以英寸(cun)(cun)表(biao)示的每(mei)英寸(cun)(cun)螺紋(wen)長度的螺紋(wen)直徑變化；
5. 緊密距(ju)(ju)：管子或接箍端面(mian)到(dao)環(huan)規或塞規擰緊位置間(jian)沿軸向(xiang)測得(de)的距(ju)(ju)離；
6. 螺紋尾扣錐度（僅偏梯螺紋）：切削工(gong)具(ju)的快速退刀(dao)造成螺紋末端有一(yi)個陡(dou)峭的斜度。
