一、石油管材淬火加熱(re)、保溫時間(jian)的確定(ding)
石(shi)油管(guan)材(cai)指(zhi)的(de)(de)是(shi)套管(guan)、油管(guan)、管(guan)線管(guan)及鉆桿，為了達(da)到標準所要求的(de)(de)綜合性能指(zhi)標，其中較高(gao)強度的(de)(de)鋼級均須進行調(diao)質處(chu)理(li)，即淬火加回火。
保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)指(zhi)的是鋼(gang)(gang)(gang)管實際溫度達到規定后保(bao)持的時(shi)(shi)(shi)間(jian)，我(wo)們知道，鋼(gang)(gang)(gang)管加(jia)熱達到奧氏體化(hua)(hua)(hua)溫度后，將(jiang)發(fa)生奧氏體的形(xing)核、長大(da)及(ji)均勻化(hua)(hua)(hua)這一過程(cheng)。石油管材用鋼(gang)(gang)(gang)基本上都是中(zhong)、低碳(tan)的合金(jin)(jin)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)，鋼(gang)(gang)(gang)管的有效厚度（壁厚）較薄且均勻，淬火加(jia)熱時(shi)(shi)(shi)的保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)無須過多(duo)，但至少要(yao)大(da)于(yu)5分(fen)鐘。保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)的長短要(yao)根據鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的合金(jin)(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)種類及(ji)含量略作調整，例如(ru)(ru)，當鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)含有V、Nb、Mo等強碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物形(xing)成元(yuan)素(su)(su)(su)時(shi)(shi)(shi)，應適當增(zeng)加(jia)保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)，以利于(yu)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物的溶解，以達到充分(fen)發(fa)揮(hui)合金(jin)(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)的作用。而鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)含有非碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物形(xing)成元(yuan)素(su)(su)(su)或(huo)弱(ruo)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物形(xing)成元(yuan)素(su)(su)(su)時(shi)(shi)(shi)，如(ru)(ru)Ni、Si、Mn等時(shi)(shi)(shi)，就(jiu)沒有必要(yao)過多(duo)地增(zeng)加(jia)保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否則將(jiang)增(zeng)加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)管的表面(mian)氧化(hua)(hua)(hua)，影響(xiang)表面(mian)質量。
對于(yu)管(guan)端加(jia)厚的(de)產(chan)品，如鉆桿、油管(guan)等，加(jia)厚處(chu)的(de)壁(bi)(bi)(bi)厚遠大于(yu)管(guan)體壁(bi)(bi)(bi)厚，在(zai)這種情況(kuang)下，加(jia)熱及(ji)保溫時間應以(yi)加(jia)厚處(chu)的(de)壁(bi)(bi)(bi)厚作為有效厚度進(jin)行考(kao)慮(lv)。
二、石油管(guan)材鋼種的選(xuan)擇
在石油管(guan)材(cai)的(de)標準中，對(dui)鋼種(zhong)的(de)化(hua)學成分作(zuo)(zuo)出了(le)(le)明確規(gui)(gui)定(ding)，其中P、S含量是必須保證的(de)。對(dui)于低鋼級產(chan)品，除P、S外，對(dui)其他元(yuan)素(su)不(bu)作(zuo)(zuo)規(gui)(gui)定(ding)；而對(dui)高鋼級或有特(te)殊使用性能(neng)要(yao)求的(de)鋼級，不(bu)僅對(dui)P、S有較嚴(yan)格的(de)要(yao)求，對(dui)其他元(yuan)素(su)也(ye)作(zuo)(zuo)出了(le)(le)相應(ying)的(de)規(gui)(gui)定(ding)，列出有相應(ying)要(yao)求的(de)主要(yao)元(yuan)素(su)包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。
對(dui)于低(di)(di)鋼(gang)級的產(chan)品，如套(tao)管(guan)及油管(guan)中的H40、J55鋼(gang)級，采用(yong)中碳以Mn為(wei)主合金元素(su)的鋼(gang)種，軋態(tai)即(ji)可滿(man)足標準要求(qiu)；而管(guan)線管(guan)有焊接性能(neng)的限制，只能(neng)采用(yong)低(di)(di)碳Mn鋼(gang)或者(zhe)再(zai)增(zeng)加微(wei)量的Nb、V、Ti等元素(su)，以改善鋼(gang)管(guan)的性能(neng)。
對(dui)于(yu)(yu)高鋼(gang)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)產品，標(biao)準上就(jiu)要(yao)求(qiu)(qiu)以熱(re)(re)處(chu)理狀態(tai)交貨，在性能指(zhi)標(biao)中，都(dou)包含(han)有力(li)學(xue)性能要(yao)求(qiu)(qiu)。有的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)級(ji)如(ru)C90、T95還要(yao)求(qiu)(qiu)抗H,S應力(li)腐蝕試驗，并對(dui)熱(re)(re)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)最低回火溫度有要(yao)求(qiu)(qiu)；標(biao)準中對(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)淬(cui)透性也作(zuo)出了相應的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定，如(ru)C90、T95鋼(gang)級(ji)，鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)淬(cui)透性要(yao)求(qiu)(qiu)淬(cui)火后的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量不小(xiao)于(yu)(yu)90%;其他鋼(gang)級(ji)淬(cui)火后的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量不小(xiao)于(yu)(yu)50%.根(gen)據(ju)這(zhe)些要(yao)求(qiu)(qiu)，不同鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分在滿(man)足標(biao)準規(gui)定的(de)(de)(de)(de)(de)前提下，必須(xu)對(dui)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)選用及含(han)量進行調整，并通過(guo)試驗確定適用的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分。
三、石(shi)油管材淬火的要求和判斷
高(gao)鋼(gang)級的石油管材(cai)產(chan)品均須調質處(chu)理才(cai)能(neng)達到標(biao)準要(yao)求(qiu)的性能(neng)要(yao)求(qiu)，所謂調質即淬(cui)火(huo)加(jia)高(gao)溫(wen)回火(huo)，得到回火(huo)索(suo)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，并具有綜合(he)的性能(neng)組(zu)合(he)。
淬(cui)火(huo)的(de)(de)目的(de)(de)在于獲(huo)得(de)馬氏(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)，但在實際生產中，獲(huo)得(de)100%馬氏(shi)(shi)體是很難做(zuo)到。這樣(yang)，經(jing)高溫回火(huo)后可獲(huo)得(de)均勻的(de)(de)索氏(shi)(shi)體，這一點對(dui)(dui)于高強度高韌性及(ji)抗硫化(hua)氫應力(li)腐蝕鋼(gang)級(ji)(ji)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。在標準(zhun)（API5CT)中對(dui)(dui)須調質處理(li)的(de)(de)鋼(gang)級(ji)(ji)均有淬(cui)透性要(yao)求，其(qi)中，抗硫化(hua)氫的(de)(de)C90、T95鋼(gang)級(ji)(ji)要(yao)求淬(cui)火(huo)后的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含量不小于90%;其(qi)他鋼(gang)級(ji)(ji)的(de)(de)淬(cui)透性要(yao)求淬(cui)火(huo)后的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含量不小于50%。
在(zai)(zai)API5CT中對(dui)馬氏體含量的(de)(de)判斷用檢(jian)測硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)(zhi)的(de)(de)方法進行判斷，從全長淬火的(de)(de)管子(zi)上取一個(ge)環型(xing)試樣，分為四個(ge)象限，在(zai)(zai)每(mei)個(ge)象限內(nei)沿壁(bi)厚的(de)(de)內(nei)、中、外(wai)打9個(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)壓痕，取內(nei)、中、外(wai)3個(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)讀數平(ping)均值(zhi)(zhi)作為一個(ge)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)(zhi)，硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)(zhi)應大于或(huo)等于按下面公式計算的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)(zhi)。
對于(yu)不小于(yu)90%馬(ma)氏體時(shi)的(de)硬度值公式：HRC =58×w(C)+27
對于不小于50%馬氏體時的硬度值公式：HRC=52×w(C)+21
四(si)、石油(you)管材常用的(de)淬火方式
石油管材目前常用的淬火方式有以下幾種：
1. 浸入式固定(ding)內噴(pen)
鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)置于淬(cui)火(huo)(huo)槽(cao)內的V型座(zuo)上，一端(duan)由壓頭壓緊，內噴嘴向管(guan)(guan)(guan)內噴入淬(cui)火(huo)(huo)介(jie)質(zhi)，淬(cui)火(huo)(huo)槽(cao)側面有一排噴管(guan)(guan)(guan)橫向噴出淬(cui)火(huo)(huo)介(jie)質(zhi)，起到對槽(cao)內介(jie)質(zhi)的攪(jiao)拌作用，淬(cui)火(huo)(huo)結束后由翻料鉤或提升鏈條將(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)移出淬(cui)火(huo)(huo)槽(cao)，淬(cui)火(huo)(huo)后鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的彎曲及(ji)橢圓度(du)較大(da)；
2. 浸入式旋轉內噴
與(yu)浸入式固定內(nei)噴的(de)區別在于(yu)鋼管淬火過程中始終進行旋轉，其余大(da)致相同，淬火后鋼管的(de)彎曲度及橢(tuo)圓度較小；
3. 旋轉(zhuan)式外淋內噴
鋼(gang)管淬火時置于旋轉輪上，并由壓緊輪壓住進行旋轉，鋼(gang)管上部由一排(pai)噴(pen)水(shui)管向管子(zi)(zi)表面噴(pen)水(shui)，在管子(zi)(zi)端(duan)部由一個(ge)噴(pen)嘴向管內(nei)噴(pen)水(shui)，冷卻(que)結束(shu)后由出(chu)料(liao)機構使管子(zi)(zi)離(li)開淬火工位進入收集(ji)料(liao)架(jia)或收集(ji)鏈上，淬火后鋼(gang)管的(de)彎曲度及(ji)橢圓度較小(xiao)。
