一、石油管(guan)材淬火(huo)加熱、保(bao)溫時間的(de)確定
石(shi)油管(guan)(guan)材指的(de)是(shi)套管(guan)(guan)、油管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線管(guan)(guan)及鉆桿，為了達(da)到標準(zhun)所(suo)要(yao)求的(de)綜(zong)合性能指標，其中較高強度的(de)鋼(gang)級均須進行調質處理，即淬(cui)火加回火。
保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)指的(de)(de)(de)是鋼(gang)管(guan)(guan)實(shi)際溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)達到(dao)規定后保(bao)持的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，我(wo)們知道，鋼(gang)管(guan)(guan)加(jia)(jia)(jia)熱達到(dao)奧(ao)氏體化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)后，將發(fa)生奧(ao)氏體的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)核(he)、長大及均(jun)勻(yun)化(hua)(hua)(hua)這(zhe)一過程。石油管(guan)(guan)材用鋼(gang)基(ji)本(ben)上都是中(zhong)、低碳(tan)的(de)(de)(de)合金(jin)結(jie)構(gou)鋼(gang)，鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)有效厚(hou)度(du)(du)（壁(bi)厚(hou)）較(jiao)薄且均(jun)勻(yun)，淬火加(jia)(jia)(jia)熱時(shi)(shi)的(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)無須過多，但(dan)至少要大于(yu)5分鐘。保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)長短要根據鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)合金(jin)元素種(zhong)類及含(han)(han)量(liang)略作調整，例(li)如，當鋼(gang)中(zhong)含(han)(han)有V、Nb、Mo等強碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)形(xing)(xing)(xing)成元素時(shi)(shi)，應(ying)適當增加(jia)(jia)(jia)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，以(yi)利于(yu)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)溶(rong)解，以(yi)達到(dao)充分發(fa)揮(hui)合金(jin)元素的(de)(de)(de)作用。而鋼(gang)中(zhong)含(han)(han)有非(fei)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)形(xing)(xing)(xing)成元素或弱碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)形(xing)(xing)(xing)成元素時(shi)(shi)，如Ni、Si、Mn等時(shi)(shi)，就沒有必要過多地增加(jia)(jia)(jia)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，否則將增加(jia)(jia)(jia)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表面氧化(hua)(hua)(hua)，影響表面質量(liang)。
對于(yu)管端加(jia)(jia)厚的(de)產(chan)品，如鉆(zhan)桿、油管等，加(jia)(jia)厚處(chu)的(de)壁(bi)厚遠(yuan)大(da)于(yu)管體壁(bi)厚，在這種情況下(xia)，加(jia)(jia)熱(re)及保(bao)溫時間(jian)應(ying)以加(jia)(jia)厚處(chu)的(de)壁(bi)厚作為(wei)有(you)效厚度進(jin)行(xing)考慮。
二(er)、石油(you)管材鋼(gang)種的選擇
在石油管材的(de)標準中，對(dui)(dui)鋼(gang)種的(de)化(hua)學成分作出了明確規(gui)定(ding)，其(qi)中P、S含量是(shi)必須(xu)保證的(de)。對(dui)(dui)于低鋼(gang)級產(chan)品，除P、S外，對(dui)(dui)其(qi)他元素不作規(gui)定(ding)；而對(dui)(dui)高鋼(gang)級或有特殊使用性(xing)能要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)鋼(gang)級，不僅(jin)對(dui)(dui)P、S有較嚴格的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)，對(dui)(dui)其(qi)他元素也(ye)作出了相(xiang)應(ying)的(de)規(gui)定(ding)，列出有相(xiang)應(ying)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)主要(yao)(yao)(yao)元素包(bao)括(kuo)：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。
對于低鋼(gang)級的產品，如(ru)套(tao)管及油管中的H40、J55鋼(gang)級，采(cai)用(yong)中碳(tan)以Mn為主(zhu)合金元(yuan)素的鋼(gang)種(zhong)，軋態(tai)即(ji)可滿(man)足標準要求；而管線管有焊(han)接(jie)性能的限制，只能采(cai)用(yong)低碳(tan)Mn鋼(gang)或者再增加微量的Nb、V、Ti等(deng)元(yuan)素，以改善鋼(gang)管的性能。
對(dui)于高(gao)鋼級(ji)的(de)產(chan)品，標(biao)準(zhun)(zhun)上就(jiu)要求(qiu)(qiu)以熱(re)處理(li)狀態交貨，在性(xing)能指標(biao)中，都包含有(you)(you)(you)力學性(xing)能要求(qiu)(qiu)。有(you)(you)(you)的(de)鋼級(ji)如C90、T95還(huan)要求(qiu)(qiu)抗H,S應力腐蝕試驗，并對(dui)熱(re)處理(li)的(de)最低回火溫度有(you)(you)(you)要求(qiu)(qiu)；標(biao)準(zhun)(zhun)中對(dui)鋼的(de)淬(cui)透性(xing)也作(zuo)出了相應的(de)規定，如C90、T95鋼級(ji)，鋼的(de)淬(cui)透性(xing)要求(qiu)(qiu)淬(cui)火后(hou)(hou)的(de)馬氏體含量不小于90%;其他(ta)鋼級(ji)淬(cui)火后(hou)(hou)的(de)馬氏體含量不小于50%.根據(ju)這些要求(qiu)(qiu)，不同(tong)鋼種的(de)化(hua)學成(cheng)分在滿足標(biao)準(zhun)(zhun)規定的(de)前提下，必須(xu)對(dui)元素的(de)選用及含量進行(xing)調整，并通(tong)過試驗確(que)定適用的(de)化(hua)學成(cheng)分。
三、石油管材淬火的(de)要求(qiu)和判斷
高(gao)鋼(gang)級的(de)石油管材(cai)產品均須(xu)調質(zhi)處理才(cai)能達到(dao)標準要(yao)求的(de)性(xing)能要(yao)求，所謂調質(zhi)即淬火加(jia)高(gao)溫回火，得到(dao)回火索氏體組織，并具有綜合的(de)性(xing)能組合。
淬火的(de)目的(de)在于(yu)獲得馬氏體(ti)(ti)組織，但在實際生(sheng)產中，獲得100%馬氏體(ti)(ti)是很難做(zuo)到。這(zhe)樣，經高(gao)溫回火后(hou)可獲得均勻的(de)索氏體(ti)(ti)，這(zhe)一點對于(yu)高(gao)強度高(gao)韌性(xing)及抗硫化(hua)(hua)氫應力腐蝕鋼(gang)級(ji)(ji)十分(fen)重要(yao)(yao)。在標準（API5CT)中對須(xu)調(diao)質(zhi)處理的(de)鋼(gang)級(ji)(ji)均有淬透(tou)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)，其中，抗硫化(hua)(hua)氫的(de)C90、T95鋼(gang)級(ji)(ji)要(yao)(yao)求(qiu)淬火后(hou)的(de)馬氏體(ti)(ti)含量不小于(yu)90%;其他鋼(gang)級(ji)(ji)的(de)淬透(tou)性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)淬火后(hou)的(de)馬氏體(ti)(ti)含量不小于(yu)50%。
在(zai)(zai)API5CT中對馬(ma)氏體含量(liang)的(de)判斷用(yong)檢測硬度值的(de)方法進(jin)行判斷，從全長淬火的(de)管子上取一(yi)個(ge)環(huan)型試(shi)樣，分為四個(ge)象(xiang)限，在(zai)(zai)每個(ge)象(xiang)限內(nei)沿壁(bi)厚的(de)內(nei)、中、外(wai)打9個(ge)硬度壓痕，取內(nei)、中、外(wai)3個(ge)硬度讀數平均值作為一(yi)個(ge)硬度值，硬度值應大(da)于(yu)或等于(yu)按下面公(gong)式計算的(de)硬度值。
對于不小(xiao)于90%馬氏體時(shi)的硬度值(zhi)公(gong)式：HRC =58×w(C)+27
對于(yu)不小于(yu)50%馬氏體(ti)時的硬(ying)度值公(gong)式：HRC=52×w(C)+21
四(si)、石(shi)油管材常(chang)用的淬火方式(shi)
石油管(guan)材(cai)目(mu)前(qian)常用的(de)淬火方式有以下幾種：
1. 浸入式固定內(nei)噴
鋼管(guan)(guan)置于淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)槽(cao)(cao)內的(de)V型座上，一(yi)端(duan)由(you)壓頭(tou)壓緊(jin)，內噴(pen)嘴向管(guan)(guan)內噴(pen)入淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)介(jie)質(zhi)(zhi)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)槽(cao)(cao)側面有一(yi)排(pai)噴(pen)管(guan)(guan)橫(heng)向噴(pen)出淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)介(jie)質(zhi)(zhi)，起到對槽(cao)(cao)內介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)攪拌作用，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)結束后(hou)由(you)翻(fan)料鉤或(huo)提升鏈條(tiao)將鋼管(guan)(guan)移出淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)槽(cao)(cao)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)鋼管(guan)(guan)的(de)彎曲及橢圓(yuan)度(du)較大；
2. 浸入(ru)式(shi)旋轉內噴(pen)
與浸入式固定內噴的(de)區別(bie)在(zai)于鋼(gang)管淬火(huo)過(guo)程(cheng)中始終進行(xing)旋轉，其余(yu)大(da)致相(xiang)同(tong)，淬火(huo)后鋼(gang)管的(de)彎曲度(du)(du)及橢圓度(du)(du)較(jiao)小；
3. 旋(xuan)轉式外淋(lin)內噴
鋼管(guan)(guan)(guan)淬火(huo)(huo)時置于旋轉輪上(shang)，并由(you)壓緊輪壓住進(jin)行旋轉，鋼管(guan)(guan)(guan)上(shang)部(bu)由(you)一(yi)排(pai)噴水(shui)管(guan)(guan)(guan)向(xiang)管(guan)(guan)(guan)子(zi)表面噴水(shui)，在管(guan)(guan)(guan)子(zi)端(duan)部(bu)由(you)一(yi)個噴嘴向(xiang)管(guan)(guan)(guan)內噴水(shui)，冷卻結束后由(you)出料(liao)機構使管(guan)(guan)(guan)子(zi)離開淬火(huo)(huo)工位進(jin)入收(shou)集料(liao)架(jia)或(huo)收(shou)集鏈上(shang)，淬火(huo)(huo)后鋼管(guan)(guan)(guan)的彎曲度及橢(tuo)圓(yuan)度較小。
