一、石油(you)管材淬火加熱、保溫時間的確(que)定(ding)
石油管(guan)材指的是套管(guan)、油管(guan)、管(guan)線(xian)管(guan)及鉆桿，為了達到(dao)標準所要(yao)求的綜合性(xing)能指標，其中較高強度的鋼級均(jun)須進行調質處理，即(ji)淬火(huo)加(jia)回火(huo)。
保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間指的(de)(de)(de)是鋼管(guan)(guan)實(shi)際溫(wen)(wen)度達到規定后(hou)保(bao)持的(de)(de)(de)時(shi)間，我們知道，鋼管(guan)(guan)加(jia)(jia)熱達到奧氏體化(hua)溫(wen)(wen)度后(hou)，將發生奧氏體的(de)(de)(de)形(xing)核(he)、長大(da)及均(jun)勻(yun)化(hua)這一過(guo)程。石油管(guan)(guan)材用(yong)鋼基本上都是中(zhong)、低碳(tan)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)結構鋼，鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)有效(xiao)厚度（壁(bi)厚）較薄且均(jun)勻(yun)，淬(cui)火加(jia)(jia)熱時(shi)的(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間無(wu)須過(guo)多，但至(zhi)少要(yao)大(da)于5分鐘(zhong)。保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間的(de)(de)(de)長短(duan)要(yao)根據鋼中(zhong)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素種類及含量略作調整，例如(ru)，當(dang)鋼中(zhong)含有V、Nb、Mo等(deng)強碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素時(shi)，應適(shi)當(dang)增加(jia)(jia)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間，以(yi)利(li)于碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)，以(yi)達到充(chong)分發揮(hui)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)作用(yong)。而(er)鋼中(zhong)含有非碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素或弱碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素時(shi)，如(ru)Ni、Si、Mn等(deng)時(shi)，就沒有必要(yao)過(guo)多地(di)增加(jia)(jia)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間，否則將增加(jia)(jia)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表面氧化(hua)，影響表面質量。
對于(yu)管(guan)端(duan)加厚的(de)(de)產(chan)品，如鉆(zhan)桿、油管(guan)等，加厚處的(de)(de)壁厚遠大于(yu)管(guan)體壁厚，在這(zhe)種情況(kuang)下，加熱及保溫時間應(ying)以加厚處的(de)(de)壁厚作為有效厚度進行(xing)考慮(lv)。
二(er)、石油(you)管材鋼(gang)種的選擇
在石油管材(cai)的(de)(de)(de)標準中(zhong)，對鋼(gang)種的(de)(de)(de)化學成分作出了(le)明確規定(ding)，其中(zhong)P、S含量是必須(xu)保證(zheng)的(de)(de)(de)。對于(yu)低鋼(gang)級產品，除P、S外(wai)，對其他元素不(bu)作規定(ding)；而(er)對高鋼(gang)級或有(you)特(te)殊使(shi)用性能要求(qiu)的(de)(de)(de)鋼(gang)級，不(bu)僅對P、S有(you)較嚴格的(de)(de)(de)要求(qiu)，對其他元素也作出了(le)相應(ying)的(de)(de)(de)規定(ding)，列出有(you)相應(ying)要求(qiu)的(de)(de)(de)主(zhu)要元素包(bao)括(kuo)：C、Mn、Mo、Cr、Ni等(deng)。
對于低鋼級的(de)產品，如套管及(ji)油(you)管中(zhong)(zhong)的(de)H40、J55鋼級，采用(yong)中(zhong)(zhong)碳以Mn為(wei)主合金(jin)元(yuan)素的(de)鋼種，軋態即可滿足標準(zhun)要求；而管線管有(you)焊接(jie)性(xing)能(neng)的(de)限制(zhi)，只(zhi)能(neng)采用(yong)低碳Mn鋼或(huo)者再增加(jia)微量的(de)Nb、V、Ti等元(yuan)素，以改善(shan)鋼管的(de)性(xing)能(neng)。
對(dui)于高鋼(gang)級(ji)的(de)(de)產品(pin)，標(biao)準(zhun)(zhun)上就要求(qiu)(qiu)以熱處理(li)狀態交(jiao)貨(huo)，在(zai)(zai)性(xing)能指標(biao)中，都包含(han)(han)有力學性(xing)能要求(qiu)(qiu)。有的(de)(de)鋼(gang)級(ji)如C90、T95還要求(qiu)(qiu)抗H,S應力腐蝕試(shi)驗，并對(dui)熱處理(li)的(de)(de)最低回火(huo)(huo)溫度有要求(qiu)(qiu)；標(biao)準(zhun)(zhun)中對(dui)鋼(gang)的(de)(de)淬透性(xing)也作出了相(xiang)應的(de)(de)規(gui)定(ding)，如C90、T95鋼(gang)級(ji)，鋼(gang)的(de)(de)淬透性(xing)要求(qiu)(qiu)淬火(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)馬氏體含(han)(han)量(liang)(liang)不(bu)小于90%;其他鋼(gang)級(ji)淬火(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)馬氏體含(han)(han)量(liang)(liang)不(bu)小于50%.根(gen)據這些要求(qiu)(qiu)，不(bu)同鋼(gang)種的(de)(de)化學成分(fen)在(zai)(zai)滿足標(biao)準(zhun)(zhun)規(gui)定(ding)的(de)(de)前提(ti)下，必須對(dui)元素的(de)(de)選(xuan)用(yong)及(ji)含(han)(han)量(liang)(liang)進行調整(zheng)，并通過(guo)試(shi)驗確定(ding)適(shi)用(yong)的(de)(de)化學成分(fen)。
三(san)、石(shi)油管材(cai)淬火的要求和判斷(duan)
高鋼級的石油管材(cai)產(chan)品均(jun)須調質處理(li)才能(neng)(neng)達到標(biao)準要(yao)求的性能(neng)(neng)要(yao)求，所謂調質即(ji)淬(cui)火(huo)加高溫(wen)回(hui)火(huo)，得到回(hui)火(huo)索氏體組織，并具有綜(zong)合(he)(he)的性能(neng)(neng)組合(he)(he)。
淬(cui)火(huo)(huo)的(de)(de)目的(de)(de)在于(yu)獲得馬氏體(ti)(ti)(ti)組織，但在實(shi)際生產中(zhong)(zhong)，獲得100%馬氏體(ti)(ti)(ti)是很難做到。這樣，經(jing)高溫回火(huo)(huo)后(hou)可獲得均(jun)勻的(de)(de)索氏體(ti)(ti)(ti)，這一點對于(yu)高強度高韌性(xing)及抗(kang)硫化氫應力腐蝕鋼級(ji)(ji)(ji)十分重要。在標準（API5CT)中(zhong)(zhong)對須調質處理(li)的(de)(de)鋼級(ji)(ji)(ji)均(jun)有(you)淬(cui)透性(xing)要求，其(qi)中(zhong)(zhong)，抗(kang)硫化氫的(de)(de)C90、T95鋼級(ji)(ji)(ji)要求淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)不小于(yu)90%;其(qi)他鋼級(ji)(ji)(ji)的(de)(de)淬(cui)透性(xing)要求淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)不小于(yu)50%。
在API5CT中(zhong)對馬(ma)氏體含量的(de)判斷用(yong)檢測(ce)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)的(de)方法進行(xing)判斷，從全長(chang)淬火(huo)的(de)管子上取(qu)一個環型試樣，分為四個象限(xian)，在每個象限(xian)內沿(yan)壁厚的(de)內、中(zhong)、外打9個硬(ying)度(du)(du)壓痕，取(qu)內、中(zhong)、外3個硬(ying)度(du)(du)讀(du)數平均值(zhi)作為一個硬(ying)度(du)(du)值(zhi)，硬(ying)度(du)(du)值(zhi)應大于或(huo)等于按下面公式計算的(de)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)。
對(dui)于不小(xiao)于90%馬(ma)氏體時的硬度值(zhi)公(gong)式：HRC =58×w(C)+27
對于不(bu)小于50%馬氏體時的硬度值公式(shi)：HRC=52×w(C)+21
四、石油管材常用的淬火方式
石油管材目前常(chang)用的淬火方式有以下幾種：
1. 浸入式固定(ding)內噴
鋼(gang)管置于(yu)淬(cui)(cui)火槽內的(de)V型(xing)座(zuo)上，一端由壓(ya)頭壓(ya)緊，內噴嘴向(xiang)管內噴入淬(cui)(cui)火介質，淬(cui)(cui)火槽側(ce)面有一排噴管橫向(xiang)噴出淬(cui)(cui)火介質，起到對槽內介質的(de)攪(jiao)拌作用(yong)，淬(cui)(cui)火結(jie)束(shu)后由翻料鉤(gou)或提升鏈條將鋼(gang)管移出淬(cui)(cui)火槽，淬(cui)(cui)火后鋼(gang)管的(de)彎曲及橢圓度(du)較大；
2. 浸入(ru)式旋轉內噴
與浸(jin)入(ru)式固定內(nei)噴的(de)區(qu)別在(zai)于鋼管(guan)淬火(huo)過(guo)程(cheng)中始終進行旋轉(zhuan)，其余大致相(xiang)同(tong)，淬火(huo)后鋼管(guan)的(de)彎曲度及橢圓度較(jiao)小；
3. 旋(xuan)轉式外淋內噴
鋼(gang)管(guan)淬火時置于旋轉(zhuan)輪(lun)上(shang)(shang)，并由壓緊輪(lun)壓住進(jin)行旋轉(zhuan)，鋼(gang)管(guan)上(shang)(shang)部由一排(pai)噴水管(guan)向(xiang)(xiang)管(guan)子(zi)表(biao)面噴水，在管(guan)子(zi)端(duan)部由一個噴嘴向(xiang)(xiang)管(guan)內噴水，冷卻結束后(hou)由出料機構使(shi)管(guan)子(zi)離(li)開淬火工(gong)位(wei)進(jin)入收(shou)集(ji)料架(jia)或(huo)收(shou)集(ji)鏈上(shang)(shang)，淬火后(hou)鋼(gang)管(guan)的彎曲度及橢圓(yuan)度較小。
