一、石油管材淬火(huo)加熱、保溫時間(jian)的確定
石(shi)油管(guan)(guan)材指的(de)是套管(guan)(guan)、油管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線管(guan)(guan)及鉆桿(gan)，為了(le)達到標(biao)準所要求的(de)綜合性能指標(biao)，其(qi)中較(jiao)高(gao)強度(du)的(de)鋼級均須(xu)進行調質(zhi)處理，即淬火(huo)加(jia)回火(huo)。
保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)指的(de)是(shi)(shi)鋼管(guan)(guan)(guan)實際溫(wen)度(du)(du)達到(dao)規定后保(bao)持的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，我們知(zhi)道，鋼管(guan)(guan)(guan)加熱(re)達到(dao)奧氏體(ti)化(hua)溫(wen)度(du)(du)后，將(jiang)發生奧氏體(ti)的(de)形(xing)核(he)、長(chang)大及均(jun)勻(yun)化(hua)這一過程。石油管(guan)(guan)(guan)材用鋼基本上都是(shi)(shi)中(zhong)、低碳的(de)合(he)金結構鋼，鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)有(you)(you)效(xiao)厚度(du)(du)（壁厚）較薄(bo)且均(jun)勻(yun)，淬火(huo)加熱(re)時(shi)(shi)的(de)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)無(wu)須過多(duo)，但至少要(yao)大于5分鐘。保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)長(chang)短要(yao)根據鋼中(zhong)的(de)合(he)金元(yuan)素(su)(su)種類及含(han)量(liang)略作調(diao)整，例(li)如，當鋼中(zhong)含(han)有(you)(you)V、Nb、Mo等(deng)強碳化(hua)物(wu)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi)，應適當增(zeng)加保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，以(yi)利(li)于碳化(hua)物(wu)的(de)溶(rong)解，以(yi)達到(dao)充分發揮合(he)金元(yuan)素(su)(su)的(de)作用。而(er)鋼中(zhong)含(han)有(you)(you)非碳化(hua)物(wu)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)或弱碳化(hua)物(wu)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)時(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等(deng)時(shi)(shi)，就沒(mei)有(you)(you)必要(yao)過多(duo)地增(zeng)加保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，否則(ze)將(jiang)增(zeng)加鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)表面氧化(hua)，影響表面質量(liang)。
對于(yu)管(guan)(guan)端加(jia)厚(hou)(hou)的產(chan)品，如鉆桿、油管(guan)(guan)等，加(jia)厚(hou)(hou)處的壁厚(hou)(hou)遠大于(yu)管(guan)(guan)體壁厚(hou)(hou)，在這(zhe)種情況下，加(jia)熱及(ji)保溫時間應以加(jia)厚(hou)(hou)處的壁厚(hou)(hou)作為有效厚(hou)(hou)度進(jin)行考慮。
二、石油管材鋼種的選(xuan)擇
在石油管材(cai)的(de)標(biao)準中(zhong)，對鋼(gang)種(zhong)的(de)化(hua)學成分作(zuo)出(chu)了明確規(gui)定，其中(zhong)P、S含量(liang)是必須保證的(de)。對于(yu)低鋼(gang)級(ji)產品(pin)，除(chu)P、S外，對其他(ta)元素(su)不(bu)作(zuo)規(gui)定；而對高(gao)鋼(gang)級(ji)或有特殊使用性能要求的(de)鋼(gang)級(ji)，不(bu)僅對P、S有較嚴格的(de)要求，對其他(ta)元素(su)也作(zuo)出(chu)了相(xiang)應的(de)規(gui)定，列出(chu)有相(xiang)應要求的(de)主要元素(su)包括(kuo)：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。
對于低鋼級的(de)(de)(de)產品，如套管及油管中(zhong)的(de)(de)(de)H40、J55鋼級，采(cai)用中(zhong)碳(tan)以Mn為主合金元素(su)的(de)(de)(de)鋼種，軋態即可滿足標準要求；而管線管有焊接性能(neng)的(de)(de)(de)限制，只能(neng)采(cai)用低碳(tan)Mn鋼或者再增加微量的(de)(de)(de)Nb、V、Ti等元素(su)，以改善鋼管的(de)(de)(de)性能(neng)。
對于高鋼(gang)級的(de)產品，標(biao)準(zhun)上(shang)就要(yao)求(qiu)(qiu)以(yi)熱(re)處理狀態(tai)交貨，在(zai)(zai)性(xing)能(neng)指標(biao)中(zhong)(zhong)，都包含(han)有力學(xue)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)(qiu)。有的(de)鋼(gang)級如(ru)(ru)C90、T95還要(yao)求(qiu)(qiu)抗H,S應力腐蝕試驗，并對熱(re)處理的(de)最低(di)回火溫度有要(yao)求(qiu)(qiu)；標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)對鋼(gang)的(de)淬(cui)透(tou)性(xing)也作(zuo)出(chu)了相(xiang)應的(de)規定，如(ru)(ru)C90、T95鋼(gang)級，鋼(gang)的(de)淬(cui)透(tou)性(xing)要(yao)求(qiu)(qiu)淬(cui)火后的(de)馬氏(shi)體含(han)量(liang)不小于90%;其他鋼(gang)級淬(cui)火后的(de)馬氏(shi)體含(han)量(liang)不小于50%.根(gen)據這(zhe)些要(yao)求(qiu)(qiu)，不同鋼(gang)種的(de)化學(xue)成分(fen)在(zai)(zai)滿足標(biao)準(zhun)規定的(de)前提下，必須對元素的(de)選用(yong)及含(han)量(liang)進(jin)行調整，并通過試驗確定適用(yong)的(de)化學(xue)成分(fen)。
三、石(shi)油管材淬(cui)火(huo)的要求(qiu)和(he)判斷
高鋼級的(de)石油管材(cai)產品均須調(diao)質(zhi)處理才能達到標準要求的(de)性(xing)能要求，所謂調(diao)質(zhi)即淬(cui)火(huo)(huo)加高溫回火(huo)(huo)，得到回火(huo)(huo)索(suo)氏體組織，并具有綜合(he)的(de)性(xing)能組合(he)。
淬火(huo)的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)于(yu)獲(huo)得(de)(de)馬氏(shi)(shi)體組織，但在(zai)實際生產中，獲(huo)得(de)(de)100%馬氏(shi)(shi)體是很難做到。這樣(yang)，經高溫回火(huo)后可獲(huo)得(de)(de)均勻的(de)(de)索(suo)氏(shi)(shi)體，這一點對于(yu)高強度高韌性及抗(kang)硫化氫應力腐蝕鋼(gang)級十分(fen)重要(yao)。在(zai)標(biao)準(zhun)（API5CT)中對須調質(zhi)處理的(de)(de)鋼(gang)級均有淬透(tou)性要(yao)求，其中，抗(kang)硫化氫的(de)(de)C90、T95鋼(gang)級要(yao)求淬火(huo)后的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量不小于(yu)90%;其他鋼(gang)級的(de)(de)淬透(tou)性要(yao)求淬火(huo)后的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體含(han)量不小于(yu)50%。
在(zai)API5CT中(zhong)對(dui)馬氏體(ti)含(han)量的(de)判(pan)斷用檢測(ce)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)的(de)方法進行判(pan)斷，從全長淬火的(de)管子上取(qu)一個(ge)(ge)環型試(shi)樣(yang)，分為四個(ge)(ge)象(xiang)限，在(zai)每個(ge)(ge)象(xiang)限內(nei)沿壁厚的(de)內(nei)、中(zhong)、外打9個(ge)(ge)硬(ying)度(du)(du)壓痕，取(qu)內(nei)、中(zhong)、外3個(ge)(ge)硬(ying)度(du)(du)讀(du)數平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)作為一個(ge)(ge)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)，硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)應(ying)大于(yu)或等于(yu)按下面公式計算的(de)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)(zhi)。
對于(yu)不小于(yu)90%馬氏體時(shi)的硬度值(zhi)公(gong)式：HRC =58×w(C)+27
對于不小于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(fang)式
石(shi)油(you)管材(cai)目前常用的淬火(huo)方(fang)式有(you)以下幾種：
1. 浸入式固定內噴(pen)
鋼管(guan)置(zhi)于淬(cui)火槽(cao)(cao)內的V型座上，一端由(you)壓(ya)頭壓(ya)緊(jin)，內噴嘴向管(guan)內噴入(ru)淬(cui)火介(jie)質，淬(cui)火槽(cao)(cao)側面有一排噴管(guan)橫向噴出淬(cui)火介(jie)質，起到對(dui)槽(cao)(cao)內介(jie)質的攪拌作用，淬(cui)火結束后由(you)翻(fan)料鉤或提升鏈條將鋼管(guan)移(yi)出淬(cui)火槽(cao)(cao)，淬(cui)火后鋼管(guan)的彎曲及橢圓度較大；
2. 浸入(ru)式旋轉(zhuan)內(nei)噴
與(yu)浸(jin)入式固定內噴的(de)區(qu)別在于(yu)鋼(gang)管(guan)淬火(huo)過程(cheng)中始終進行旋(xuan)轉，其余(yu)大(da)致相(xiang)同，淬火(huo)后鋼(gang)管(guan)的(de)彎(wan)曲度(du)及橢圓度(du)較小；
3. 旋(xuan)轉式外淋內噴
鋼管(guan)淬(cui)火時置(zhi)于旋轉輪上，并由(you)壓緊輪壓住進(jin)行旋轉，鋼管(guan)上部由(you)一(yi)排噴水(shui)管(guan)向管(guan)子表面噴水(shui)，在管(guan)子端部由(you)一(yi)個噴嘴向管(guan)內噴水(shui)，冷卻結(jie)束后由(you)出(chu)料機構使管(guan)子離開淬(cui)火工位(wei)進(jin)入收集料架或收集鏈上，淬(cui)火后鋼管(guan)的彎曲度(du)及橢圓度(du)較(jiao)小。
