無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣。隨著硫化氫腐蝕問題的日益嚴(yán)重，抗硫無縫管線管的研制迫在眉睫，而抗硫性能的好壞是關(guān)鍵。探討了影響抗氫致裂紋（HIC）性能的介質(zhì)與材料因素，認(rèn)為Cu、Ni的加入可以提高無縫管線管材料的HIC性能，降低鋼中的S含量，經(jīng)噴硅鈣粉處理還可降低氫鼓泡的敏感性。

        隨著石油和天然氣開采的日益深入，開采條件復(fù)雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來越多，硫化氫腐蝕問題非常尖銳。近年來，國內(nèi)外對抗硫無縫管線管的需求不斷增加。無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣，是采用無縫管生產(chǎn)方式制造的沒有焊縫的鋼管。本文擬對抗硫無縫管線管的研制作一討論。

1 試驗(yàn)方法
        根據(jù)ISO3183標(biāo)準(zhǔn)，采用浸入法，在實(shí)驗(yàn)室冶煉7爐1 t鋼錠，經(jīng)過鍛造、穿孔、頂管及張減制造成管，在鋼管上截取20 mm×100 mm×5 mm板厚或管厚試樣，將其浸入按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定配置的溶液中，96 h后取出并垂直軋向取截面，用金相法計(jì)算3個(gè)參量（裂紋長度率CLR、裂紋厚度率CTR、開裂敏感率CSR），以此來比較抗氫致裂紋（HIC）敏感性。

2 影響HIC性能的因素

2.1 介質(zhì)因素

1） pH值。大量的研究結(jié)果表明，在pH為1～6的范圍內(nèi)，氫鼓泡的敏感性隨pH的增加而降低，當(dāng)pH＞6時(shí)，則不發(fā)生氫鼓泡［1］。
2） H2S濃度。硫化氫的濃度愈高，則氫鼓泡的敏感性愈大。
3） 氯離子。在pH 值為3.5～4.5 的范圍內(nèi)，Cl-的存在，使腐蝕速度增加，氫鼓泡的敏感性增加。
4） 溫度。25℃時(shí)CLR ，氫鼓泡的敏感性 于25℃時(shí)，升溫使腐蝕反應(yīng)及氫擴(kuò)散速度加快，從而氫鼓泡的敏感性增加。而高于25℃以后，由于H2S濃度的下降，反而使氫鼓泡的敏感性下降。
5） 時(shí)間。試驗(yàn)采用96 h作為對比，一般情況下隨試驗(yàn)時(shí)間的增加，腐蝕程度趨向嚴(yán)重。

2.2 材料因素

2.2.1 化學(xué)成分的影響
在實(shí)驗(yàn)室冶煉了一輪根據(jù)不同級別設(shè)計(jì)的鋼種，具體成分見表1，并對其進(jìn)行HIC浸泡試驗(yàn)。從浸泡后的試樣表面觀察，B2、B6、B7的鼓泡面積明顯多于B9、B10，裂紋敏感性指標(biāo)結(jié)果見表2。從表2 可看出，B2、B6、B7 的抗HIC 性能明顯劣于B9、B10。表1 中B2、B6、B7 鋼種不含Cu、Ni，而B9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見，Cu、Ni 的加入，使腐蝕產(chǎn)物在鋼的表面形成了保護(hù)膜，抑制了表面的腐蝕反應(yīng)，從而降低氫的逸出，減少了氫從環(huán)境中進(jìn)入鋼的基體，降低氫鼓泡敏感性，增加了抗HIC 的性能，這與Oriani 的研究結(jié)果［2］ 非常吻合，而且Oriani 還指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能產(chǎn)生效果。

16Mn是一種材質(zhì)，一種含有結(jié)構(gòu)鋼比較少的鋼材，主要用在管道建設(shè)和各種施工中，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)橛兄容^穩(wěn)定的特征和比較穩(wěn)定的化學(xué)性能被人們廣泛的運(yùn)用，用在各種行業(yè)之中。因此16mn無縫鋼管是無縫鋼管行業(yè)中比較得力的一種，現(xiàn)在廠家眾多，只是聊城的16mn無縫鋼管生產(chǎn)廠家就不計(jì)其數(shù)!下面我們來了解一下16mn無縫鋼管的化學(xué)成分和性質(zhì)。

16mn無縫鋼管是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 ,含碳量為0.1%-0.25%,加入主要合金元素錳、硅、釩、鈮和鈦 等;它的含合金總量<3%。按強(qiáng)度分為300、350、400和450MPa等4個(gè)級別。主要有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。：“Q”是屈服的“屈”字的漢語拼音大寫字頭，其后數(shù)字為該牌號(hào)小屈服點(diǎn)(σs)值，其后的符號(hào)是按照該鋼雜質(zhì)元素(硫、磷)含量由高到低并伴隨碳、錳元素的變化而分為A、B、C、D四等。其中A、B級鋼通常稱 16Mn無縫鋼管的化學(xué)成分：C：0.12~0.20; Mn:1.20~1.60; Si:0.20~0.55; 抗拉強(qiáng)度：470~660牛/平方毫米; 屈服強(qiáng)度：275~345牛/平方毫米; 伸長率：21%。

16Mn無縫鋼管熱軋或正火

16Mn無縫鋼管和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材，交貨狀態(tài)分：熱軋或正火，屬低合金鋼，含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似，抗拉強(qiáng)度為(450-655)稍強(qiáng)，伸長率為19-21%，比20G的大于24%差。Q345R工藝參考標(biāo)準(zhǔn)GB713-2008。

16Mn無縫鋼管是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材，熱軋或正火。屬低合金鋼，含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似，抗拉強(qiáng)度為(450-655)稍強(qiáng)，伸長率為19-21%，比20G的大于24%差。16Mn無縫鋼管是屈服強(qiáng)度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。磷、硫含量略低于普16Mn鋼，除抗拉強(qiáng)度、延伸率要求比普通16Mn鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途廣、用量的壓力窗口專用鋼板。

16Mn無縫鋼管化學(xué)性能穩(wěn)定，基本上有所有的無縫鋼管所含的各項(xiàng)金屬元素，是一種比較優(yōu)良的鋼材。

焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經(jīng)過卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少，但一般強(qiáng)度低于無縫鋼管。20世紀(jì)30年代以來，隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫質(zhì)量不斷提高，焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多，并在越來越多的領(lǐng)域代替了無縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋縫焊管。 

直縫焊管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋縫焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~，而且生產(chǎn)速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。 

1  低壓流體輸送用焊接鋼管也稱一般焊管，俗稱黑管。是用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管；接管端形式分為不帶螺紋鋼管（光管）和帶螺紋鋼管。鋼管的規(guī)格用公稱口徑（mm）表示，公稱口徑是內(nèi)徑的近似值。習(xí)慣上常用英寸表示，如11/2 等。低壓流體輸送用焊接鋼管除直接用于輸送流體外，還大量用作低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管的原管。 

2  低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管也稱鍍鋅電焊鋼管，俗稱白管。是用于輸送水、煤氣、空氣油及取暖蒸汽、暖水等一般較低壓力流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接（爐焊或電焊）鋼管。鋼管接壁厚分為普通鍍鋅鋼管和加厚鍍鋅鋼管；接管端形式分為不帶螺紋鍍鋅鋼管和帶螺紋鍍鋅鋼管。鋼管的規(guī)格用公稱口徑（mm）表示，公稱口徑是內(nèi)徑的近似值。習(xí)慣上常用英寸表示，如11/2 等。 

3  普通碳素鋼電線套管是工業(yè)與民用建筑、安裝機(jī)器設(shè)備等電氣安裝工程中用于保護(hù)電線的鋼管。 

4  直縫電焊鋼管是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。 

5  承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，用雙面埋弧焊法焊接，用于承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng)，焊接性能好，經(jīng)過各種嚴(yán)格的科學(xué)檢驗(yàn)和測試，使用可靠。鋼管口徑大，輸送效率高，并可節(jié)約鋪設(shè)管線的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線。 

6  承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用高頻搭接焊法焊接的，用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強(qiáng)，塑性好，便于焊接和加工成型；經(jīng)過各種嚴(yán)格和科學(xué)檢驗(yàn)和測試，使用可靠，鋼管口徑大，輸送效率高，并可節(jié)省鋪設(shè)管線的投資。主要用于鋪設(shè)輸送石油、天然氣等的管線。 

7  一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用雙面自動(dòng)埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。 

8  一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用高頻搭接焊法焊接用于一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管。 

9   樁用螺旋焊縫鋼管是以熱軋鋼帶卷作管坯，經(jīng)常溫螺旋成型，采用雙面埋弧焊接或高頻焊接制成的，用于土木建筑結(jié)構(gòu)、碼頭、橋梁等基礎(chǔ)樁用鋼管。