无缝钢管合金厚壁管质量层层把关

无缝管线管主要用于井口附近输送高压油气。随着硫化氢腐蚀问题的日益严重，抗硫无缝管线管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好坏是关键。探讨了影响抗氢致裂纹（HIC）性能的介质与材料因素，认为Cu、Ni的加入可以提高无缝管线管材料的HIC性能，降低钢中的S含量，经喷硅钙粉处理还可降低氢鼓泡的敏感性。

        随着石油和天然气开采的日益深入，开采条件复杂且处于含硫环境的油气井越来越多，硫化氢腐蚀问题非常尖锐。近年来，国内外对抗硫无缝管线管的需求不断增加。无缝管线管主要用于井口附近输送高压油气，是采用无缝管生产方式制造的没有焊缝的钢管。本文拟对抗硫无缝管线管的研制作一讨论。

1 试验方法
        根据ISO3183标准，采用浸入法，在实验室冶炼7炉1 t钢锭，经过锻造、穿孔、顶管及张减制造成管，在钢管上截取20 mm×100 mm×5 mm板厚或管厚试样，将其浸入按标准规定配置的溶液中，96 h后取出并垂直轧向取截面，用金相法计算3个参量（裂纹长度率CLR、裂纹厚度率CTR、开裂敏感率CSR），以此来比较抗氢致裂纹（HIC）敏感性。

2 影响HIC性能的因素

2.1 介质因素

1） pH值。大量的研究结果表明，在pH为1～6的范围内，氢鼓泡的敏感性随pH的增加而降低，当pH＞6时，则不发生氢鼓泡［1］。
2） H2S浓度。硫化氢的浓度愈高，则氢鼓泡的敏感性愈大。
3） 氯离子。在pH 值为3.5～4.5 的范围内，Cl-的存在，使腐蚀速度增加，氢鼓泡的敏感性增加。
4） 温度。25℃时CLR ，氢鼓泡的敏感性 于25℃时，升温使腐蚀反应及氢扩散速度加快，从而氢鼓泡的敏感性增加。而高于25℃以后，由于H2S浓度的下降，反而使氢鼓泡的敏感性下降。
5） 时间。试验采用96 h作为对比，一般情况下随试验时间的增加，腐蚀程度趋向严重。

2.2 材料因素

2.2.1 化学成分的影响
在实验室冶炼了一轮根据不同级别设计的钢种，具体成分见表1，并对其进行HIC浸泡试验。从浸泡后的试样表面观察，B2、B6、B7的鼓泡面积明显多于B9、B10，裂纹敏感性指标结果见表2。从表2 可看出，B2、B6、B7 的抗HIC 性能明显劣于B9、B10。表1 中B2、B6、B7 钢种不含Cu、Ni，而B9、B10 钢种则含有Cu、Ni。由此可见，Cu、Ni 的加入，使腐蚀产物在钢的表面形成了保护膜，抑制了表面的腐蚀反应，从而降低氢的逸出，减少了氢从环境中进入钢的基体，降低氢鼓泡敏感性，增加了抗HIC 的性能，这与Oriani 的研究结果［2］ 非常吻合，而且Oriani 还指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能产生效果。

非金属夹杂是金属基体内的条状氧化物、硫化物、以及脆性和塑性硅酸盐，是钢质不纯净含夹杂较多的缘故。当钢锭偏析严重时，偏析部分的非金属夹杂也更严重。 

非金属夹杂影响钢的焊接性能，使可焊性降低。当钢带边缘部分存在非金属夹杂时，焊缝部位会出现裂缝和裂纹，压扁后在裂口处可见浅黄色夹杂物。 

提高钢的纯净度，尽量减少夹杂，就能提高其焊接性能

孔型是由一对（或更多）轧辊车出的槽组成。钢带（轧件）通过孔型变形为一定的形状，通过一系列连续的孔型变形，成型为管筒状。对于这一个系列的孔型形状和尺寸的选择、计算和确定，并终绘制成轧辊图的整个过程叫做孔型设计。对焊管轧辊孔型设计的基本要求是： 

（1） 以少的道次（即短的变形区长度）完成整个成型变形过程； 

（2） 成型时产生的边缘延伸尽可能小，不致产生鼓包和褶皱； 

（3） 边缘得到充分的变形，管筒对缝处没有尖嘴形； 

（4） 钢带在孔型中成型稳定； 

（5） 变形均匀，轧辊磨损小且均匀； 

（6） 能量消耗小； 

（7） 能保证焊管尺寸规格和表面质量符合标准要求； 

（8） 轧辊加工方便，制造容易，孔型设计能与加加工相结合； 

（9） 孔型设计具有规范化和标准化特点，能适合同种类型机组的同种规格产品； 

（10） 能利用电子计算机进行辅助设计（CAD）。 
 

 

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日本作为曾经的二战战败国无缝钢管，二战结束后根据日本《和平宪法》的限制日本是不能拥有军队和进攻性武器的。但战后随着日本经济的复苏和美国的暗中支持无缝钢管，无缝钢管，日本一步步突破其《和平宪法》的限制无缝钢管，以自卫队的名义发展军队。而近些年随着日本国内鹰派势力抬头无缝钢管，日本开始进一步突破和平宪法的限制无缝钢管，甚至开始改订《http://www.tjsjwygc.com/》。其原本的海上保安厅也升级为了“省”。并且还借助自卫的名义发展大量进攻性武器装备。

  日向级和出云级航母就是其中的代表无缝钢管，日本以直升机护卫舰驱逐舰的名义发展航母无缝钢管，通过名称的改变规避《和平宪法》达到掩耳盗铃的目的无缝钢管，谁都能看出来这是航母但日本人就是“无赖”的称为护卫舰 驱逐舰无缝钢管，特别是出云级无缝钢管，其排水量接近3万吨无缝钢管，已经比很多所谓的航空母舰都要大很多。  

 

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  就算如此无缝钢管，充满野心的日本人也并不满足无缝钢管，近来日本海军就动作不断无缝钢管，首先是日本首相安倍批准对出云级进行改造无缝钢管，以满足F35B战斗机的上舰需求无缝钢管，这也就意味着出云级已经真正的变成了一艘航母无缝钢管，满载的出云级可以携带12架F35B无缝钢管，就其综合作战能力来说其已经完全超过了携带歼15的辽宁舰。  

 

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  但对于充满野心的日本来说无缝钢管，仅仅这样是不能满足日本的“称霸亚洲”的野心无缝钢管，近日日本政府有宣布了日本海军发展计划。根据的日本《防卫计划大纲》未来日本将投入超过4000亿日元用来发展新型“航母”。当然日本人并不承认发展航母无缝钢管，他们又发明了一个新型名词“多用途母舰”!