一、石油管材淬火加熱、保溫時間的(de)確定
石油管(guan)材指(zhi)的是(shi)套管(guan)、油管(guan)、管(guan)線管(guan)及鉆桿，為了(le)達(da)到標準所要求(qiu)的綜合(he)性能(neng)指(zhi)標，其中(zhong)較高強度的鋼級均須(xu)進(jin)行調質(zhi)處理，即淬火(huo)加回火(huo)。
保溫(wen)時(shi)間(jian)指的(de)(de)(de)(de)是(shi)鋼(gang)管實際溫(wen)度(du)達到(dao)規定后保持的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)，我們知道(dao)，鋼(gang)管加(jia)(jia)熱達到(dao)奧氏體(ti)(ti)化(hua)溫(wen)度(du)后，將發生奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)核、長大(da)及均勻化(hua)這一(yi)過(guo)程。石(shi)油管材用(yong)鋼(gang)基本上都是(shi)中、低碳(tan)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金結(jie)構鋼(gang)，鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)有(you)效厚度(du)（壁厚）較薄且均勻，淬火加(jia)(jia)熱時(shi)的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)時(shi)間(jian)無須過(guo)多，但(dan)至少要大(da)于5分鐘。保溫(wen)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)長短要根據(ju)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金元(yuan)素(su)種類及含量略作調整，例如，當(dang)(dang)鋼(gang)中含有(you)V、Nb、Mo等(deng)強碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)時(shi)，應(ying)適(shi)當(dang)(dang)增(zeng)加(jia)(jia)保溫(wen)時(shi)間(jian)，以利于碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)溶解，以達到(dao)充分發揮合(he)(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。而鋼(gang)中含有(you)非碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)或弱碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)時(shi)，如Ni、Si、Mn等(deng)時(shi)，就沒有(you)必要過(guo)多地增(zeng)加(jia)(jia)保溫(wen)時(shi)間(jian)，否(fou)則(ze)將增(zeng)加(jia)(jia)鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)表面氧化(hua)，影響表面質量。
對于(yu)管(guan)(guan)端加(jia)厚(hou)的產(chan)品(pin)，如鉆(zhan)桿、油管(guan)(guan)等，加(jia)厚(hou)處的壁厚(hou)遠大于(yu)管(guan)(guan)體壁厚(hou)，在這種情況下，加(jia)熱及保溫時間應(ying)以加(jia)厚(hou)處的壁厚(hou)作為有效(xiao)厚(hou)度進行考慮。
二、石(shi)油(you)管材鋼(gang)種(zhong)的選擇
在(zai)石油管材的(de)(de)標準中，對(dui)鋼(gang)(gang)種的(de)(de)化(hua)學成分作出了(le)明確規(gui)定(ding)(ding)，其中P、S含量是必須(xu)保證的(de)(de)。對(dui)于(yu)低鋼(gang)(gang)級產品，除P、S外，對(dui)其他元(yuan)素不作規(gui)定(ding)(ding)；而對(dui)高鋼(gang)(gang)級或(huo)有(you)特殊使用性能要(yao)求的(de)(de)鋼(gang)(gang)級，不僅對(dui)P、S有(you)較嚴(yan)格(ge)的(de)(de)要(yao)求，對(dui)其他元(yuan)素也(ye)作出了(le)相(xiang)應的(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)，列出有(you)相(xiang)應要(yao)求的(de)(de)主要(yao)元(yuan)素包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。
對(dui)于(yu)低鋼(gang)級的產品(pin)，如套管及油管中的H40、J55鋼(gang)級，采用中碳以Mn為(wei)主合金(jin)元素(su)的鋼(gang)種，軋態(tai)即可滿足標準要求(qiu)；而管線管有焊接(jie)性能(neng)的限(xian)制，只(zhi)能(neng)采用低碳Mn鋼(gang)或(huo)者再增加微量的Nb、V、Ti等(deng)元素(su)，以改(gai)善鋼(gang)管的性能(neng)。
對于(yu)高鋼級的(de)(de)(de)產品，標(biao)準上(shang)就要求以熱處理狀態交貨，在(zai)性能指標(biao)中，都包含有力學性能要求。有的(de)(de)(de)鋼級如C90、T95還要求抗H,S應力腐蝕試驗，并對熱處理的(de)(de)(de)最(zui)低回火溫度有要求；標(biao)準中對鋼的(de)(de)(de)淬透性也(ye)作(zuo)出了相應的(de)(de)(de)規定(ding)，如C90、T95鋼級，鋼的(de)(de)(de)淬透性要求淬火后的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)含量不小于(yu)90%;其(qi)他鋼級淬火后的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)含量不小于(yu)50%.根據這些要求，不同(tong)鋼種的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分(fen)在(zai)滿足標(biao)準規定(ding)的(de)(de)(de)前提下，必須對元素的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)及(ji)含量進行調(diao)整，并通過(guo)試驗確定(ding)適用(yong)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分(fen)。
三、石(shi)油管材淬火的要求和(he)判(pan)斷
高鋼級的(de)石(shi)油管材(cai)產品(pin)均須調質處理(li)才(cai)能達到(dao)(dao)標準要求的(de)性能要求，所謂調質即淬火(huo)(huo)加(jia)高溫回火(huo)(huo)，得到(dao)(dao)回火(huo)(huo)索氏體組織，并具有綜合的(de)性能組合。
淬火(huo)的目的在于(yu)獲(huo)(huo)得馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織，但在實(shi)際生(sheng)產中，獲(huo)(huo)得100%馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)是很難做到。這(zhe)樣，經(jing)高(gao)溫(wen)回火(huo)后(hou)可獲(huo)(huo)得均(jun)勻的索(suo)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)，這(zhe)一點對于(yu)高(gao)強度高(gao)韌(ren)性(xing)及(ji)抗(kang)硫化氫應力(li)腐蝕鋼級(ji)十分重要(yao)。在標準(zhun)（API5CT)中對須調質(zhi)處理(li)的鋼級(ji)均(jun)有淬透性(xing)要(yao)求(qiu)，其中，抗(kang)硫化氫的C90、T95鋼級(ji)要(yao)求(qiu)淬火(huo)后(hou)的馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)含量不(bu)小(xiao)(xiao)于(yu)90%;其他鋼級(ji)的淬透性(xing)要(yao)求(qiu)淬火(huo)后(hou)的馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)含量不(bu)小(xiao)(xiao)于(yu)50%。
在API5CT中(zhong)對(dui)馬氏體含量的判斷用檢測硬度值(zhi)的方法進行判斷，從全長淬火的管子(zi)上取(qu)一個(ge)(ge)環型(xing)試樣(yang)，分為四(si)個(ge)(ge)象限，在每個(ge)(ge)象限內(nei)沿壁厚的內(nei)、中(zhong)、外(wai)(wai)打9個(ge)(ge)硬度壓(ya)痕，取(qu)內(nei)、中(zhong)、外(wai)(wai)3個(ge)(ge)硬度讀數平(ping)均值(zhi)作為一個(ge)(ge)硬度值(zhi)，硬度值(zhi)應大于(yu)或等于(yu)按下面公式計算的硬度值(zhi)。
對于(yu)(yu)不小于(yu)(yu)90%馬氏體(ti)時的硬度值公式：HRC =58×w(C)+27
對于不小于50%馬(ma)氏體時的硬度值公式：HRC=52×w(C)+21
四、石油管(guan)材常用的淬(cui)火方式
石油管材目前常(chang)用的淬火方式(shi)有(you)以(yi)下幾種：
1. 浸入式(shi)固定內噴
鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)置于淬(cui)火槽內(nei)的V型座(zuo)上，一(yi)端由壓頭壓緊，內(nei)噴(pen)(pen)嘴(zui)向管(guan)(guan)(guan)內(nei)噴(pen)(pen)入淬(cui)火介(jie)質(zhi)，淬(cui)火槽側面有一(yi)排噴(pen)(pen)管(guan)(guan)(guan)橫向噴(pen)(pen)出(chu)(chu)淬(cui)火介(jie)質(zhi)，起(qi)到對槽內(nei)介(jie)質(zhi)的攪拌作用，淬(cui)火結束后由翻料鉤(gou)或(huo)提(ti)升鏈條將鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)移(yi)出(chu)(chu)淬(cui)火槽，淬(cui)火后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的彎曲及橢圓度較(jiao)大；
2. 浸入式旋轉內噴
與浸入式固(gu)定內噴(pen)的(de)區別在(zai)于鋼(gang)(gang)管(guan)淬火過(guo)程中始終進(jin)行旋轉，其余大(da)致相同，淬火后鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)彎曲度(du)及橢圓度(du)較(jiao)小；
3. 旋轉式外淋內噴
鋼(gang)管(guan)淬火時置于(yu)旋轉輪上，并由(you)壓緊(jin)輪壓住進(jin)行旋轉，鋼(gang)管(guan)上部由(you)一排噴水管(guan)向管(guan)子(zi)表面噴水，在管(guan)子(zi)端部由(you)一個(ge)噴嘴向管(guan)內(nei)噴水，冷卻結束(shu)后由(you)出料(liao)機構使(shi)管(guan)子(zi)離(li)開淬火工位(wei)進(jin)入收(shou)集(ji)料(liao)架或收(shou)集(ji)鏈上，淬火后鋼(gang)管(guan)的彎(wan)曲度(du)及橢(tuo)圓度(du)較小。
