ERW套管与性能评价
N80石油套管的介绍
N80石油套管的介绍近年来，油田开采力度不断加大，钻井井位也相应增多，井位数量和钻井进尺叠创新高，导致N80需求量逐年增多，市场前景广阔。
N80石油套管分为无缝管和ERW缝管。
ERW套管和无缝套管相比，具有尺寸精度高、焊缝韧性好、抗挤压性能好、质量易于控制以及成本低等优势．在发达国家，ERW套管已取代了相当一部分无缝套管，用量占套管总用量的50％以上．我国在这一领域起步较晚，但近几年ERW套管的使用比例已有所扩大。
分析国内外ERW套管的生产现状和油井管的市级使用情况可以看出，随着钢材冶炼技术的发展，ERW套管将会进一步扩大其在油井中的比例。
为了适应市场发展的需求，河北天地行管道有限公司开发了韬技术含量、高附加值的N80级石油套管。
N80石油套管是石油钻探的重要器材，主要器材包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。
为了适应不同环境、不同企业的需求，N80石油套管有多重类型。
包括直连扣石油套管、小口径薄壁石油套管、外加厚石油套管、大口径石油套管、偏梯形螺旋套管、短圆扣石油套管、长圆扣石油套管。
其中 N80石油套管的性能参数是伸长率0.5%；屈服强度552--758MPa；抗拉强度689MPa。
规格及外观质量1．国产套管按SY/T6194-96规定，套管长度不定尺，其范围8-13m。
但不短于6m的套管可以提供，其数量不得超过20%。
2．套管的内外表面不得有折叠、发纹、离层、裂纹、轧折和结疤。
这些缺陷应完全清除掉，清除深度不得超过公称壁厚的12.5%。
3．套管及接箍螺纹表面应光滑，不允许有毛刺、撕破及足以使螺纹中断影响强度和紧密连接的其他缺陷。
应用范围N80石油套管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。
钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。
ERW焊管压扁试验性能的评价与提高
图１为低碳钢原料Ｍｎ／Ｓｉ比与焊缝夹杂物裂 纹指数的关系，可以看出，Ｍｎ／Ｓｉ比为３—４时，焊 缝夹杂物裂纹指数明显下降，当Ｍｎ／Ｓｉ比大于５ 时，夹杂物裂纹指数稳定地处于低水平。因此，对 于ＥＲＷ焊管用原材料尽可能使Ｍｎ／Ｓｉ比大于５。
Ｏ前言
时，焊缝才会出现开裂。而这些缺陷出现几率较 小，通过超声波探伤时，很容易被发现。当焊缝中
ＥＲＷ焊管压扁试验能够有效、快捷地评价焊 缝和原料的质量。随着冶炼、轧钢技术不断提高 和制管水平不断进步以及ＥＲＷ焊管在低温、高 压、耐腐蚀等恶劣环境下的使用，对ＥＲＷ焊管压 扁试验也提出了越来越高的要求，从ＡＰＩ ＳＰＥＣ ５Ｌ《管线钢管规范》４２版…和ＡＰＩ ＳＰＥＣ ５Ｌ ４３ 版旧。对压扁试验验收标准规定的变更也可以看 出这一点。对高频直缝ＥＲＷ焊管工厂来讲，研 究焊管压扁试验焊缝开裂的原因并制定相应的防 止对策尤为必要。
焊管·第２８卷第５期·２００５年９月
ＥＲＷ焊管压扁试验性能的评价与提高
介升旗
（宝鸡住金石油钢管有限公司，陕西宝鸡７２１００８）
摘要：高频直缝ＥＲＷ焊管压扁试验开裂是由于焊接微裂纹、硬脆相夹杂物、粗大晶粒、带 状组织等引起的。为了更好地控制焊缝质量，提出了焊缝夹杂物裂纹指数的概念。指出通过 合理设计化学成分，减少夹杂物和带状组织，对成型、焊接和热处理等工艺参数进行优化控制 等措施，能够有效降低焊缝夹杂物裂纹指数，提高高频ＥＲＷ焊管焊缝抗压扁开裂性能。 关键词：ＥＲＷ焊管；压扁试验；夹杂物；裂纹指数 中图分类号：ＴＧｌｌｌ．９１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－３９３８（２００５）０５－００７７—０４
ERW直缝焊管在生产中的质量评定
ｎ—ｐｒｏｃｅｓｓ Ｑ ｕａｌｉｔｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＲＷ Ｔｕｂｅ
ＥＲＷ 直缝焊 管在生产 中的质量评定
唐 少让 ，欧耀辉 ，唐 宜 ，姜 辉
（湖南三一中阳机 械有 限公 司，湖南 益阳 ４１３０００）
摘 要 ：介 绍了 ＥＲＷ 直缝焊管 的质量评定流程 ，包括 在线 无损探伤 、焊缝 内部 组织结构分析 、破坏性试验 （扩 口和压扁 ）和液压试验 ，并用实例验证其合理性 。试验结果证 明 ：该套 质量评 定流程完全满 足焊管 的相关标准 要 求 ，可为 ＥＲＷ 直缝 焊管 的批量生产及质量保证提供 依据 。
ｉｓ ｉｎ ｆｕｌｌ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｗｅｌｄｅｄ ｔｕｂｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｂｅｉｎｇ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｍａｓｓｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｕｒａｎｃｅ ｏｆ ＥＲＷ ｔｕｂｅｓ．
２ 评定标准及过程
２．１ 在 线无 损探 伤 （１）在线 无 损探伤原 理 。带钢 成型 、高 频焊 接
后 ，通过在线超声波探伤设备 ，用超声波来检测焊 管 的焊缝 ，通 过 观察超声 检 测仪显 示 的超 声 波在 焊 管 中发生的传播变化 ，来判定被检测焊管的内部和 表 面是 否存 在缺 陷 ，从 而在 不损坏 被检 测焊 管 的情 况下 ，评估其质量 。
现 以某公 司生产 的 ｌ３３ ｍｍｘ４ ｍｍ规格 Ｑ３４５Ｂ ＥＲＷ 直 缝 焊 管 为 例 ，介 绍 ＥＲＷ 直 缝 焊 管 在 生 产 中的质量 评 定方法 。
ERW石油套管的应用及市场分析
｛
｝２００２
１０．４４
ｌ。７４
１．３
１２．５ ｉ
，§２００３
１２．２０
２．０３
１．６
１３．１ ｊ
３ ＥＲＷ套管的市场分析
３．１ ＥＲＷ套管的卖方市场 ３．１．１ 国外ＥＲＷ套管的生产现状
国外ＥＲＷ套管的生产同其使用一样，也大 体分为三个阶段：
第一阶段是ＥＲＷ套管开始生产与试验阶段。 国际上最早生产ＥＲＷ套管的国家是美国，早在２０ 世纪６０年代初，随着高频感应焊接技术、计算机自 动控制技术以及多探头无损检测等技术的进步，使 得ＥＲＷ套管的质量得以保证，并以其质量稳定、价 格低廉等优势而被尝试使用。但限于当时钢材的 冶炼加工水平，产品仅限于低钢级的｝Ｉ‘４０和Ｊ５５等 套管，并且大部分只作为表层套管使用，仅限于在 浅井中使用，ＥＲＷ套管的生产量不大。
１．１ ＥＲＷ套管（与无缝套管相比）的技术优势 （１）尺寸精度高 ＥＲＷ套管在成型后采用了机械定径工艺，使
其尺寸（外径、壁厚、圆度等）精度较无缝套管有 所提高，其外径偏差一般不超过±０．５％。如日本 新日铁公司生产的６２４４．５ ｎ＇ｕｎ ＥＲＷ套管的壁厚 标准偏差＜０．１０ ｍｉｌｌ，而相应的无缝套管的标准 偏差则为０．４１ ｍｉｌｌ。
在调查中发现，所有的ＥＲＷ套管，无论是表 层套管、油层套管、还是深井试验，均使用良好，未 见失效报道。原石油工业部科学技术司曾于 １９８８年组织大庆油田、石油管材研究所、胜利油 田３家单位通过了对“ＥＲＷ套管的开发研究及其 推广应用项目”的评审鉴定，鉴定意见为：“全部 试验结果表明，ＥＲＷ套管不但能达到表层套管和 技术套管的要求，而且能满足油层套管的技术要 求。因此，本成果具有很高的使用价值和经济效 益。ＥＲＷ套管生产成本低，价格比同类无缝套管 便宜。若全国每年使用１／３的ＥＲＷ套管，可节 约外汇上千万美元。”
ERW与螺旋埋弧焊钢管对比
ERW与螺旋埋弧焊钢管对比1 概况ERW钢管的焊接是高频电流的趋肤效应和邻近效应，利用高频电流和感应高频电流（20世纪末兴起）的电阻将管坯边缘加热熔化，并施以挤压力而焊合的工艺过程。
SSA W钢管的焊接是利用焊剂层下的电弧将焊件、焊丝和焊剂熔化，熔化的焊剂形成熔渣隔离空气与熔池的接触，从而形成焊接接头的工艺过程。
其主要差别有两点：A）SSA W有焊丝焊剂等金属填充物，ERW没有；B）SSA W形成了焊接熔池，ERW没有形成焊接熔池，仅在管坯边缘形成熔融状态。
2 ERW优点A）焊缝长度短，HAZ较SSA W小；B）几何尺寸精度较高；C）如采用毛刺清除装置，焊缝余高较SSA W低，输送阻力小；D）生产效率高，焊速达15-20m/min，是SSA W的10倍以上。
3 SSA W优点A）焊缝方向避开了管道承压时的主应力方向；B）焊缝上单个缺陷的陷害性较小；C）可以用同样宽度的钢带生产不同外径的钢管，也可以用不同宽度的钢带生产相同外径的钢管。
4 焊接性能比较A）ERW加热速度快，热量高度集中，没有填充金属。
不能像SSA W那样利用焊丝焊剂来添加合金元素以弥补焊接过程中的合金元素烧损，也就不能像SSA W那样有效改善焊接接头的组织和性能（微合金化是细化晶粒的主要途径，晶粒细化是同时提高强度和韧性的唯一方法）。
B）ERW没有形成焊接熔池，所以焊接浮渣能力较差，原料边缘如存在夹渣，则只能留在焊缝中成为质量隐患。
而SSA W由于形成了焊接熔池，有利于夹渣等上浮于熔渣中。
C）ERW焊接时没有熔渣/气体保护（SSAW有焊剂形成的熔渣保护），高温下的焊接接头组织易被氧化，使焊接接头有脆化倾向；D）ERW具有局部加热温度高、冷却时间短的特点，焊接温度场梯度较大，易产生硬化相和较大焊接应力，焊接接头的塑性和韧性都不太理想。
因此国处的ERW钢管均要求焊后热处理(Q+T或Q+N),但国内焊后热处理工艺还不太成熟(参见钢管.第35卷.第1期限2006.02 制管新技术）。
ERW与SAW和SML的比较
焊缝短 ERW与SAW 对比 由于SAW焊缝长度约是ERW焊缝长度的4-5倍，其内焊瘤无工艺能力去除，在输送介质时增加了管 道内壁的摩阻。ERW焊缝长度短，内焊瘤能去除，介质在管道内流动时，管道内壁产生的摩阻相 对SSAW(螺旋缝埋弧焊钢管)较小，可减少成品油输送时产生的混油量和摩阻产生的温升。 ERW焊管周向成型内(残余)应力较小。SAW焊管焊缝区大，焊缝内应力有拉也有压，应力状态比 ERW管复杂，这与螺旋焊管的成型工艺有关。内表面为弹复拉应力，轴向应力为+450Mpa，周向 应力为+344 Mpa，这种在焊缝及热影响区内壁的大范围的拉应力将对内壁缺陷的启裂和应力腐 蚀产生不利影响。 SAW焊管焊缝长，成品管焊缝处理、防腐处理比较困难；ERW钢管焊缝短，壁厚均匀、长度稳定 、几何尺寸精度高、防腐及组装焊接质量易保证。 ERW专用钢种纯净度高。通过脱S，脱P，脱气，Ca处理等方法使得S、P含量可控制在0.005%以 下，N含量可控制在0.008%以下，夹杂物的形态可控制为球状且数量大为降低。C含量控制在 0.1%以下，具有好的焊接性能，而强度的增加则通过加入Nb、V、Ti等微量合金元素，来阻止奥 氏体晶粒的长大，同时增加间隙强化来提高钢材的韧性与强度。SML钢管的管坯一般为A3、20号 钢、16Mh等材质，材料的纯净度较差，C含量较高，一般在0.2%左右，不利于施工中的环焊对 接，强度尚可，但韧性较差。 RWE钢管管坯是用热轧钢带冷轧成型制造，而SML钢管管坯则是圆钢在热轧状态下穿孔成型。热 轧形成的SML管坯的晶粒度及组织的织密程度与ERW管坯相比有较大的差距。 SML钢管是圆钢在热轧机组中连续穿孔成型，而ERW钢管则是由钢带在冷轧状态下成型的，ERW在 外观尺寸方面的控制更容易。因此，ERW钢管的外观质量缺陷较少，优于SML钢管。 几何尺寸好 由于电脑飞锯的使用，高频焊管的定尺率及定尺长度的精度较高。 由于高频焊管用轧制精度较高的热轧钢带制造，其厚度易控制，可按设计要求生产壁厚较薄而 钢级较高的钢管。而无缝管的壁厚往往受到穿孔技术和生产成本的限制，薄壁钢管难度很高。 流体输送用一般无缝热轧钢管，标准为GB8163-87，其规格为：外径Ф 32-630mm，壁厚为2.575mm，钢号为10，20，09MnV，16M n。美国石油协会API 5L（41）标准适用于石油天然气输送 用钢管，包括焊管和无缝管，其规格为外径Ф 10.3―2032.0mm，壁厚为1.7- 31.8mm，钢号为 A25，A ，B ，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80与之标准相类似的有ISO3183-96系列 标准和97年11月发布，98年4月开始实施的GB/T9711-97系列标准。鉴于ISO、GB/T标准均源于 API 5L（41）标准。将GB8163-87与API 5L（41）作以对比： 1）GB8163-87中规定的检验项目，API 5L（41）亦有相应要求，其指标完成能够满足这些项目 的要求。GB8163-87中的10、20、09MnV和16Mn分别相当于API 5L（41）中的A、B级，X42级， X46级，X52级。 2）GB8163-87中的钢管的几何尺寸精度要求低于API 5L（41）。 3）GB8163-87和API 5L（41）对水压的要求程度有很大不同，前者明文规定可以用超声波或涡 流代替水压，而后者则不然。这一点极为关键，因为水压检验是钢管极为重要的检验项目之一 。并且，前者水压试验值的规定低于后者的要求，对于X42以下级别，ERW管标准水压试验值在 不大于Φ 114.3mm时与GB8163-87一致；大于Φ 114.3mm外径时，分别比无缝管要求高于15%和25% 。 对于打压时的要苛刻，它要求水压机必须配备某种自动或连锁的强制性装置，记录保压曲 线，保证稳压时间。 4）GB8163-87与API 5L（41）在无损检测方面的要求有很大的不同，前者检验项目中并没有明 确规定须经无损检测，只是在水压检验项目下提到过用无损检验代替水压的说法；而后者则要 求水压与无损检验项目同时进行。笔者认为，后者的规定更为科学和可靠，实践证明，无论ERW 还是SML钢管，水压通过未必就说明管子没有内在的严重缺陷，而这种缺陷往往对钢管使用的寿 命有很大的影响，成为客户关心的重点。另外，水压时的管端肓区也是缺陷的高发地带。因 此，API 5L（41）不仅同时要求水压和无损检验，而且要求在水压后对焊缝和管端肓区进行无 损检测，以防止由于水压受力而引起的裂纹或缺陷扩展及管端缺陷漏检。 5）压扁试验从标准规定看，GB8163-87比API 5L（41）苛刻，而实际上ERW钢管的焊缝和母材的 强韧匹配使得其在压合时往往不发生开裂，因此，ERW钢管的抗压扁性能并不比无缝管差。 经西安管材研究所和上海市技术监督局黑色金属检验站的质量检测，这里取两个规定BΦ 219× 8.18和X52级Φ 323.9×6.4，及所收集到的国产TS/52KΦ 219×6ERW管、国产20钢（相当于API B 级或X42级）Φ 159×6、墨西哥产ST45（相当于API X52级）Φ 219×6无缝管的测试数据对其化 学成份、拉伸性能、压扁性能、冲击韧性、外观质量进行分类比较。 五种钢管的成份全部满足API 5L（41）和GB8163-87之要求。ERW的成份设计是低C高Mn，而SML 则是高C低Mn，显然前者的可焊性比后者更好，这对现场施工中环焊缝的焊接更为有利，同时 ERW的钢质比SML有更高的纯净度。 1）拉伸性能均满足API 5L（41）和GB8163-87标准要求，且ERW和SML的抗拉量保证
由新日铁ERW套管看我国高钢级ERW套管的发展
铤、 套管 、 输送管等产品的生产工艺和质量水平属
世界一流 ， 国 Ｅ Ｗ 套 管的应用也是从新 日本 我 Ｒ
制铁株式会社 （ 日本新 日铁 ） 的产 品开始的。新 日铁是世界上最大的钢铁厂家之一 ， 世界上大多
数石油公 司及能源相关企业均将新 日 铁产品的质
硫化氢致脆 断裂 试验 的试样 取钢管轴 线纵 向， 试验溶液为以Ｈ ｓ ２ 饱和的０５ Ｈ Ｃ Ｏ ．％Ｃ Ｏ Ｈ溶液，
０ 前
言
表 １ 新 日铁 Ｅ Ｗ 套管主要种类及钢级 Ｒ
种类 钢级
ＮＴ 一７ ０ＤＥ、 ＮＴ一８ ＤＥ、 一９ ０ ＮＴ ５ＤＥ ＮＴ一５ ＨＥ、 Ｔ 一８ ５ Ｎ ０ＨＥ、 一９ ＮＴ ５ＨＥ ＮＴ 一５５ ＨＥ、 Ｔ 一８ ＨＥ Ｌ Ｎ ０Ｌ ＮＴ一８ ＣＹＨＥ ０
高频直缝 电阻焊 （ 简称 Ｅ Ｗ） Ｒ 油气井 套管 ，
大壁 厚 ０ ７ ｎ（ ９ ０ ． ５ｉ １． ５ｍｍ） 最 大 长 度 ６ ｔ ， ５ｆ
（ ９ ８ ２ｍ） １．１ 。
试 验 时 间 为 ７ ０ｈ 试 验 执 行 Ｎ Ｃ Ｍ １７ －０ ２ ， Ａ Ｅ Ｔ ０ ７－－ ９
标准。 １３ 新 Ｅ Ｅ Ｗ 套管与 Ａ Ｉ Ｃ ． ｌ Ｒ 铁 Ｐ Ｔ套管性能比较 ５
１３ １ 抗挤 强度 比较 ．．
（） ４ 特殊螺纹结 构形式 。新 日铁 Ｅ Ｗ 套管 Ｒ 有 Ｎ — Ｃ Ｎ — Ｃ Ｎ — Ｃ Ｂ Ｓ等系列螺纹形 Ｓ Ｃ 、Ｓ Ｉ、Ｓ Ｈ 、Ｄ 式， 具有密封性能好 、 强度高 、 易于操作和抗应力
在弯曲外力的作用下， 抗挤性 能优 于传统的
ＡＩ Ｐ 管材。图 １ Ｎ ８Ｃ Ｈ 是 Ｔ一 ０ Ｙ Ｅ套管与 Ｌ ８ 套 一０ 管的抗挤性能 比较 ， 由图 １ 可见 ， 当套管在地层受
ERW与SAW和SML的比较
1工艺质量
2）从产品实物测量结果看，ERW的外观几何尺寸和外表工艺质量大大优于SML钢管。
机械性能
周向成型 内应力小 尺寸好， 质量保证
管坯质量 优越
标准的比较
实物质量对比
2）从冲击性能可以明显发现，ERW钢管的韧性优于SML，特别是在低温条件下更甚。 3）压扁性能表明，三个ERW钢管压合时均未出现裂纹，而20钢无缝钢管出现微裂纹，另一未 裂，说明ERW钢管抗压扁性能较优。
外观尺寸 工艺质量
ERW与SAW、SML性能技术指标对比
焊缝短 ERW与SAW 对比 由于SAW焊缝长度约是ERW焊缝长度的4-5倍，其内焊瘤无工艺能力去除，在输送介质时增加了管 道内壁的摩阻。ERW焊缝长度短，内焊瘤能去除，介质在管道内流动时，管道内壁产生的摩阻相 对SSAW(螺旋缝埋弧焊钢管)较小，可减少成品油输送时产生的混油量和摩阻产生的温升。 ERW焊管周向成型内(残余)应力较小。SAW焊管焊缝区大，焊缝内应力有拉也有压，应力状态比 ERW管复杂，这与螺旋焊管的成型工艺有关。内表面为弹复拉应力，轴向应力为+450Mpa，周向 应力为+344 Mpa，这种在焊缝及热影响区内壁的大范围的拉应力将对内壁缺陷的启裂和应力腐 蚀产生不利影响。 SAW焊管焊缝长，成品管焊缝处理、防腐处理比较困难；ERW钢管焊缝短，壁厚均匀、长度稳定 、几何尺寸精度高、防腐及组装焊接质量易保证。 ERW专用钢种纯净度高。通过脱S，脱P，脱气，Ca处理等方法使得S、P含量可控制在0.005%以 下，N含量可控制在0.008%以下，夹杂物的形态可控制为球状且数量大为降低。C含量控制在 0.1%以下，具有好的焊接性能，而强度的增加则通过加入Nb、V、Ti等微量合金元素，来阻止奥 氏体晶粒的长大，同时增加间隙强化来提高钢材的韧性与强度。SML钢管的管坯一般为A3、20号 钢、16Mh等材质，材料的纯净度较差，C含量较高，一般在0.2%左右，不利于施工中的环焊对 接，强度尚可，但韧性较差。 RWE钢管管坯是用热轧钢带冷轧成型制造，而SML钢管管坯则是圆钢在热轧状态下穿孔成型。热 轧形成的SML管坯的晶粒度及组织的织密程度与ERW管坯相比有较大的差距。 SML钢管是圆钢在热轧机组中连续穿孔成型，而ERW钢管则是由钢带在冷轧状态下成型的，ERW在 外观尺寸方面的控制更容易。因此，ERW钢管的外观质量缺陷较少，优于SML钢管。 几何尺寸好 由于电脑飞锯的使用，高频焊管的定尺率及定尺长度的精度较高。 由于高频焊管用轧制精度较高的热轧钢带制造，其厚度易控制，可按设计要求生产壁厚较薄而 钢级较高的钢管。而无缝管的壁厚往往受到穿孔技术和生产成本的限制，薄壁钢管难度很高。 流体输送用一般无缝热轧钢管，标准为GB8163-87，其规格为：外径Ф 32-630mm，壁厚为2.575mm，钢号为10，20，09MnV，16M n。美国石油协会API 5L（41）标准适用于石油天然气输送 用钢管，包括焊管和无缝管，其规格为外径Ф 10.3―2032.0mm，壁厚为1.7- 31.8mm，钢号为 A25，A ，B ，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80与之标准相类似的有ISO3183-96系列 标准和97年11月发布，98年4月开始实施的GB/T9711-97系列标准。鉴于ISO、GB/T标准均源于 API 5L（41）标准。将GB8163-87与API 5L（41）作以对比： 1）GB8163-87中规定的检验项目，API 5L（41）亦有相应要求，其指标完成能够满足这些项目 的要求。GB8163-87中的10、20、09MnV和16Mn分别相当于API 5L（41）中的A、B级，X42级， X46级，X52级。 2）GB8163-87中的钢管的几何尺寸精度要求低于API 5L（41）。 ERW与SML 对比 3）GB8163-87和API 5L（41）对水压的要求程度有很大不同，前者明文规定可以用超声波或涡 流代替水压，而后者则不然。这一点极为关键，因为水压检验是钢管极为重要的检验项目之一 。并且，前者水压试验值的规定低于后者的要求，对于X42以下级别，ERW管标准水压试验值在 不大于Φ 114.3mm时与GB8163-87一致；大于Φ 114.3mm外径时，分别比无缝管要求高于15%和25% 。 对于打压时的要苛刻，它要求水压机必须配备某种自动或连锁的强制性装置，记录保压曲 线，保证稳压时间。 4）GB8163-87与API 5L（41）在无损检测方面的要求有很大的不同，前者检验项目中并没有明 确规定须经无损检测，只是在水压检验项目下提到过用无损检验代替水压的说法；而后者则要 求水压与无损检验项目同时进行。笔者认为，后者的规定更为科学和可靠，实践证明，无论ERW 还是SML钢管，水压通过未必就说明管子没有内在的严重缺陷，而这种缺陷往往对钢管使用的寿 命有很大的影响，成为客户关心的重点。另外，水压时的管端肓区也是缺陷的高发地带。因 此，API 5L（41）不仅同时要求水压和无损检验，而且要求在水压后对焊缝和管端肓区进行无 损检测，以防止由于水压受力而引起的裂纹或缺陷扩展及管端缺陷漏检。 5）压扁试验从标准规定看，GB8163-87比API 5L（41）苛刻，而实际上ERW钢管的焊缝和母材的 强韧匹配使得其在压合时往往不发生开裂，因此，ERW钢管的抗压扁性能并不比无缝管差。 经西安管材研究所和上海市技术监督局黑色金属检验站的质量检测，这里取两个规定BΦ 219× 8.18和X52级Φ 323.9×6.4，及所收集到的国产TS/52KΦ 219×6ERW管、国产20钢（相当于API B 级或X42级）Φ 159×6、墨西哥产ST45（相当于API X52级）Φ 219×6无缝管的测试数据对其化 学成份、拉伸性能、压扁性能、冲击韧性、外观质量进行分类比较。 五种钢管的成份全部满足API 5L（41）和GB8163-87之要求。ERW的成份设计是低C高Mn，而SML 则是高C低Mn，显然前者的可焊性比后者更好，这对现场施工中环焊缝的焊接更为有利，同时 ERW的钢质比SML有更高的纯净度。 1）拉伸性能均满足API 5L（41）和GB8163-87标准要求，且ERW和SML的抗拉伸性能相当。
ERW,SSAW,LSAW(UOE)区别
输送钢管按制管工艺不同，可分为无缝钢管(SML)，主要作为油田内部集输管和小口径高压天然气输送管，用于油气长输管线的数量很少，绝大多数长输管线是采用直缝高频焊管(ERW)、螺旋埋弧焊管(SSAW)、直缝埋弧焊管(LSAW)三种。
下表为几种钢管的工艺特点和质量性能对比：直缝高频焊管(ERW)按焊接方式不同又分为感应焊和接触焊两种形式，采用热轧宽带钢卷为原料，经过预弯、连续成型、焊接、热处理、定径、校直、切断等工序，与螺旋焊管相比具有焊缝短，尺寸精度高、壁厚均匀，表面质量好，承受压力高等优点，但缺点是只能生产中小口径薄壁管，焊缝处易产生灰斑、未熔合、沟状腐蚀缺陷。
目前应用较广泛的领域是城市燃气、原油成品油输送等。
螺旋埋弧焊管(SSAW)是带钢卷管时其前进方向与成型管中心线有成型角(可调整)，边成型边焊接，其焊缝成螺旋线，优点是同一规格的带钢可生产多种直径规格的钢管，原料适应范围较大，焊缝可避开主应力，受力情况较好，缺点是几何尺寸较差，焊缝长度相比直缝管长，易产生裂纹、气孔、夹渣、焊偏等焊接缺陷，焊接应力呈拉应力状态。
一般油气长输管线设计规范规定螺旋埋弧焊管只能用于3类、4类地区。
国外将此工艺改进后将原料改为钢板，使成型与焊接分开，经预焊和精悍，焊后冷扩径，则其焊接质量接近UOE管，目前国内尚无此种工艺，是我国螺旋管厂改进的方向。
“西气东输”所用螺旋管仍然是按传统工艺生产，只是管端进行了扩径。
美国、日本和德国总体上否定SSAW，认为主干线不宜使用SSAW;加拿大和意大利部分使用SSAW，俄罗斯少量使用SSAW，而且都制定了非常严格的补充条件，由于历史原因，国内主干线多数还是使用SSAW。
直缝埋弧焊管(LSAW)是以单张中厚板为原料，将钢板在模具或成型机中压(卷)成管坯，采用双面埋弧焊接方式并扩径而成进行生产的。
其成品规格范围较宽，焊缝的韧性、塑性、均匀性和致密性较好，具有管径大、管壁厚、耐高压、耐低温抗腐蚀性强等优点。
ERW钢管焊缝未熔合缺陷及其对性能的影响
关于脆性断裂问题。当焊缝存在未熔合和冷焊缺陷时，一般均伴随不良的显微组织，加之缺陷处的应力集中，因此有可能发生脆性断裂。脆性断裂是工作应力达到材料发生脆断的临界应力时发生。
关于疲劳断裂问题，如果管道焊缝存在未熔合缺陷，在工作应力作用下缺陷会发生疲劳扩展。管介质或多或少带有一定的腐蚀性，因此，管道实际上面临的是腐蚀疲劳裂纹扩展问题。腐蚀疲劳与普通疲劳的显著区别是无明显疲劳极限，也就是说，它比普通疲劳更易发生。
ERW 钢管是用高频电流来加热进行焊接的。焊接时，由于集肤效应和邻近效应，对焊两边表面金属在很短的时间内被加热到很高的温度，在挤压力的作用下，两边金属被焊合在一起形成焊接接头。在高频电阻焊过程中，较高的加热温度是两边金属结合以形成良好的焊接接头的先决条件。正常加热时，焊接热输入量充足，带钢边缘被加热到足够的温度，这是时不论带钢边缘开状如何，其整体温度均较高，塑性变形易于进行，在挤压力作用下两边金属很容易结合在一起，而且焊缝内部杂质在高温下有较好的流动性，易于清除。
应当指出的是，在冷焊断口上，亦有二氧化硅和氧化锰等氧化物的存在。这是因为钢中一般均含有一定数量的硅，在高温下可发知如下反应：
2（FeO)+[Si]=(SiO2)+2[Fe]
反应的结果，生成稳定的二氧化硅。
同样，高温下变可生成锰的氧化物氧化锰，基反应方程式如下：
（FeO)+[Mn]=(MnO)+[Fe]
在焊接过程中，对焊表面接触的主要介质是乳化液和空气，即环境中存在足够的水和氧气。当温度大于570摄氏度时，会发生如下反应：
ERW,SSAW,LSAW(UOE)区别
输送钢管按制管工艺不同，可分为无缝钢管(SML)，主要作为油田内部集输管和小口径高压天然气输送管，用于油气长输管线的数量很少，绝大多数长输管线是采用直缝高频焊管(ERW)、螺旋埋弧焊管(SSAW)、直缝埋弧焊管(LSAW)三种。
下表为几种钢管的工艺特点和质量性能对比：直缝高频焊管(ERW)按焊接方式不同又分为感应焊和接触焊两种形式，采用热轧宽带钢卷为原料，经过预弯、连续成型、焊接、热处理、定径、校直、切断等工序，与螺旋焊管相比具有焊缝短，尺寸精度高、壁厚均匀，表面质量好，承受压力高等优点，但缺点是只能生产中小口径薄壁管，焊缝处易产生灰斑、未熔合、沟状腐蚀缺陷。
目前应用较广泛的领域是城市燃气、原油成品油输送等。
螺旋埋弧焊管(SSAW)是带钢卷管时其前进方向与成型管中心线有成型角(可调整)，边成型边焊接，其焊缝成螺旋线，优点是同一规格的带钢可生产多种直径规格的钢管，原料适应范围较大，焊缝可避开主应力，受力情况较好，缺点是几何尺寸较差，焊缝长度相比直缝管长，易产生裂纹、气孔、夹渣、焊偏等焊接缺陷，焊接应力呈拉应力状态。
一般油气长输管线设计规范规定螺旋埋弧焊管只能用于3类、4类地区。
国外将此工艺改进后将原料改为钢板，使成型与焊接分开，经预焊和精悍，焊后冷扩径，则其焊接质量接近UOE管，目前国内尚无此种工艺，是我国螺旋管厂改进的方向。
“西气东输”所用螺旋管仍然是按传统工艺生产，只是管端进行了扩径。
美国、日本和德国总体上否定SSAW，认为主干线不宜使用SSAW;加拿大和意大利部分使用SSAW，俄罗斯少量使用SSAW，而且都制定了非常严格的补充条件，由于历史原因，国内主干线多数还是使用SSAW。
直缝埋弧焊管(LSAW)是以单张中厚板为原料，将钢板在模具或成型机中压(卷)成管坯，采用双面埋弧焊接方式并扩径而成进行生产的。
其成品规格范围较宽，焊缝的韧性、塑性、均匀性和致密性较好，具有管径大、管壁厚、耐高压、耐低温抗腐蚀性强等优点。
电器复合套管的隔热性能测试和评估
电器复合套管的隔热性能测试和评估随着科技的不断发展，电器设备在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
为了保证电器设备的正常运行和安全性，隔热性能的测试和评估显得尤为重要。
本文将重点探讨电器复合套管的隔热性能测试和评估方法，以帮助读者更好地了解并掌握这方面的知识。
首先，我们需要了解电器复合套管的隔热性能的概念和意义。
隔热性能是指材料在热传导过程中阻碍热量流动的能力。
在电器设备中，隔热性能的好坏直接影响着设备的使用寿命和安全性。
因此，对电器复合套管的隔热性能进行测试和评估，可以提供科学依据，确保其能够满足设备的工作要求。
隔热性能测试通常采用热导率测试方法。
热导率是指材料单位厚度下传热的能力。
常见的测试方法包括热板法、线状热源法和动态热测定法等。
其中，热板法是最常用的测试方法之一。
该方法通过测量材料在不同温度下的传热速率，计算出材料的热导率。
线状热源法则是通过在待测试材料上施加一定功率的线状热源，测量热源与环境之间的温度差，从而计算出材料的热导率。
动态热测定法是一种较为先进的测试方法，通过周期性施加温度梯度，并测量材料的温度响应，进而计算出材料的热导率。
在测试过程中，为了保证测试结果的准确性和可比性，需要采取一系列措施来消除干扰因素。
首先，要注意保持测试环境的稳定。
测试过程中，应确保室内温度、湿度等环境参数的稳定性，避免这些因素对测试结果产生影响。
其次，要选取合适的测试仪器和设备。
测试仪器的精度和稳定性对测试结果十分重要，因此在选择测试仪器时要谨慎，并进行仪器校准和稳定性验证。
另外，还需要注意样品的准备和处理。
样品的厚度、尺寸和形状都会对测试结果产生影响，因此在测试前要对样品进行仔细的准备和处理工作。
评估电器复合套管的隔热性能时，需要结合实际应用情况进行综合考虑。
首先，要考虑到电器设备的特点和工作环境。
不同的电器设备在工作时产生的热量和工作温度有所不同，因此对复合套管的隔热性能的要求也不同。
对于高温设备来说，需要选用能够承受高温环境的隔热材料，并且要保证其热导率较低。
电器复合套管的抗剪能力评估
电器复合套管的抗剪能力评估引言：电器复合套管是一种用于保护电线和电缆的重要工程材料。
它的抗剪能力是评估其质量和性能的关键指标之一。
本文将重点讨论电器复合套管的抗剪能力评估方法及其重要性，并介绍一些常用的测试方法和标准。
一、电器复合套管的抗剪能力的重要性1.1 保护电线和电缆电器复合套管起到保护电线和电缆免受外界环境和物理损伤的作用。
它能够有效地防止电线和电缆被剪断，保护电器设备不受损坏。
1.2 保证电器设备的安全性电器复合套管的抗剪能力直接关系到电器设备的安全性。
如果复合套管的抗剪能力不足，可能导致电缆断裂或断线，进而造成电器设备故障、短路甚至火灾等安全事故。
1.3 延长电器设备的使用寿命通过评估电器复合套管的抗剪能力，可以选择高质量的材料。
高质量的电器复合套管能够更好地保护电线和电缆，延长电器设备的使用寿命。
因此，评估抗剪能力对于提高电器设备的可靠性和耐久性至关重要。
二、电器复合套管抗剪能力评估方法2.1 材料性能测试材料性能测试是评估电器复合套管抗剪能力的重要方法之一。
常用的测试方法包括拉伸测试、弯曲测试和剪切测试等。
这些测试可以得出复合套管的强度、刚度和韧性等关键性能参数。
2.2 外部力加载测试外部力加载测试是模拟电器复合套管在使用过程中所承受的外部力的方法。
常用的测试方法包括静态加载测试和动态加载测试等。
通过对电器复合套管施加不同强度和方向的外部力，可以评估复合套管在现实工作环境下的抗剪能力。
2.3 大样本实验测试大样本实验测试是评估电器复合套管抗剪能力的另一种方法。
这种测试方法通过更接近实际使用条件的方式，对大尺寸复合套管进行抗剪能力测试，能够更加准确地评估复合套管的性能。
然而，由于大样本实验测试需要较大的空间和设备，成本较高且不易操作。
三、电器复合套管抗剪能力评估的标准3.1 国际电工委员会标准国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）发布了一系列与电器复合套管相关的标准，包括抗剪强度测试、弯曲强度测试和热应力测试等。
J55钢级电阻焊(ERW)套管的焊缝沟槽腐蚀行为
J55钢级电阻焊(ERW)套管的焊缝沟槽腐蚀行为张志升;杜素珍;尹志福【摘要】采用恒电位阳极极化加速腐蚀电化学试验,研究了J55钢级套管电阻焊(ERW)焊缝的沟槽腐蚀行为,利用激光共聚焦显微镜观察试样腐蚀后的表面形貌和三维微观特征,计算了焊缝沟槽腐蚀敏感系数,分析了沟槽腐蚀的影响因素并对比了无缝套管和ERW套管的经济性.结果表明:J55钢级ERW套管发生了选择性局部腐蚀,焊缝区域存在点蚀坑;其沟槽腐蚀敏感系数均小于1.3,对沟槽腐蚀不敏感;相比J55钢级无缝套管,其经济性较好.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】4页(P323-326)【关键词】J55钢级套管;电阻焊(ERW);沟槽腐蚀【作者】张志升;杜素珍;尹志福【作者单位】延长油田股份有限公司杏子川采油厂,延安717400;西安石油大学石油工程学院,西安710065;陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,西安710075【正文语种】中文【中图分类】TG172近年来国际上出现了以优质焊管替代高成本无缝钢管的趋势，这主要是由于焊管的生产技术不断取得突破。
电阻焊（ERW）管是采用钢板或带钢经过卷曲成型后再经高频电阻焊接制成的钢管，已经广泛应用于石油天然气输送管道、油井套管和连续油管等领域［1-2］。
目前，我国石油行业中ERW焊管主要用于输送管和套管。
在西方工业比较发达的国家，已应用J55、N80及P110钢级的ERW套管，而目前我国的N80级套管正处于试制阶段，ERW套管仅限于J55钢级。
ERW过程是一个局部加热和冷却的过程，往往会造成母材的力学性能高于焊缝区域的。
此外，由于母材和焊缝的成分和组织存在差异，导致冷却后在焊接区产生明显的残余应力。
当ERW焊管在油气腐蚀性环境中服役时，ERW焊缝比母材金属对应力腐蚀开裂具有更高的敏感性［3-5］，同时焊缝区会出现选择性局部腐蚀即沟槽腐蚀，这使得焊管的应用受到限制。
ERW套管性能表
中海油能源发展股份有限公司管道工程分公司
编码：GDZC13-10/1
ERW套管性能参数标准
（第1版）
发放编号：
受控状态：是■否□
持有者：
2013年10月30日发布 2013年10月30日实施
中国•天津
永和九年，岁在癸丑，暮春之初，会于会稽山阴之兰亭，修禊事也。
群贤毕至，少长咸集。
此地有崇山峻岭，茂林修竹；又有清流激湍，映带左右，引以为流觞曲水，列坐其次。
虽无丝竹管弦之盛，一觞一咏，亦足以畅叙幽情。
是日也，天朗气清，惠风和畅，仰观宇宙之大，俯察品类之盛，所以游目骋怀，足以极视听之娱，信可乐也。
夫人之相与，俯仰一世，或取诸怀抱，晤言一室之内；或因寄所托，放浪形骸之外。
虽取舍万殊，静躁不同，当其欣于所遇，暂得于己，快然自足，不知老之将至。
及其所之既倦，情随事迁，感慨系之矣。
向之所欣，俯仰之间，已为陈迹，犹不能不以之兴怀。
况修短随化，终期于尽。
古人云：“死生亦大矣。
”岂不痛哉！
每览昔人兴感之由，若合一契，未尝不临文嗟悼，不能喻之于怀。
固知一死生为虚诞，齐彭殇为妄作。
后之视今，亦犹今之视昔。
悲夫！故列叙时人，录其所述，虽世殊事异，所以兴怀，其致一也。
后之览者，亦将有感于斯文。
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（ERW套管的主要加工方法有： 锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力戒压力机的压力使坯料改变成我们 所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。 挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从 规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产 有色金属材钢材。 轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状)，因受轧 辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。 拉拨钢材：是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨 成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。
2
erw石油套管
• 钢级 牌号 交货状态
•
• • • •
J55油管
N80-1油管 N80-Q油正火
平式油管：热轧代替正火 全长调质
加厚油管：加厚以后全长正火 加厚油管：加厚以后全长正火
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• • • •
L80-1油管
P110油管 J55接箍 N80接箍 L80-1接箍
加厚以后全长正火?n80q油管30mn5全长调质?l801油管p110油管30mn5全长调质?25crmnmo全长调质?j55接箍37mn5热轧在线常化?n80接箍l801接箍28mntib全长调质?28mntib全长调质?p110接箍25crmnmo全长调质?应到达所要封隔的地层100米以上对高压气井为了更好地防止漏气常将水泥返到地面
3
30Mn5
37Mn5
全长调质
全长调质 热轧在线常化
25CrMnMo 28MnTiB 全长调质 28MnTiB 全长调质
•
• •
P110接箍
25CrMnMo
全长调质
应到达所要封隔的地层100米以上，对高压气井，为了更好地防止漏气，常将水 泥返到地面。 （4）油层套管用于把目的层和其它层封隔开；把不同压力的油、气、水层封隔 开来，在井内建立一条油气通道，保证长期生产。
ERW与SAW和SML的比较
ERW与SAW、SML性能技术指标对比
焊缝短 ERW与SAW 对比 由于SAW焊缝长度约是ERW焊缝长度的4-5倍，其内焊瘤无工艺能力去除，在输送介质时增加了管 道内壁的摩阻。ERW焊缝长度短，内焊瘤能去除，介质在管道内流动时，管道内壁产生的摩阻相 对SSAW(螺旋缝埋弧焊钢管)较小，可减少成品油输送时产生的混油量和摩阻产生的温升。 ERW焊管周向成型内(残余)应力较小。SAW焊管焊缝区大，焊缝内应力有拉也有压，应力状态比 ERW管复杂，这与螺旋焊管的成型工艺有关。内表面为弹复拉应力，轴向应力为+450Mpa，周向 应力为+344 Mpa，这种在焊缝及热影响区内壁的大范围的拉应力将对内壁缺陷的启裂和应力腐 蚀产生不利影响。 SAW焊管焊缝长，成品管焊缝处理、防腐处理比较困难；ERW钢管焊缝短，壁厚均匀、长度稳定 、几何尺寸精度高、防腐及组装焊接质量易保证。 ERW专用钢种纯净度高。通过脱S，脱P，脱气，Ca处理等方法使得S、P含量可控制在0.005%以 下，N含量可控制在0.008%以下，夹杂物的形态可控制为球状且数量大为降低。C含量控制在 0.1%以下，具有好的焊接性能，而强度的增加则通过加入Nb、V、Ti等微量合金元素，来阻止奥 氏体晶粒的长大，同时增加间隙强化来提高钢材的韧性与强度。SML钢管的管坯一般为A3、20号 钢、16Mh等材质，材料的纯净度较差，C含量较高，一般在0.2%左右，不利于施工中的环焊对 接，强度尚可，但韧性较差。 RWE钢管管坯是用热轧钢带冷轧成型制造，而SML钢管管坯则是圆钢在热轧状态下穿孔成型。热 轧形成的SML管坯的晶粒度及组织的织密程度与ERW管坯相比有较大的差距。 SML钢管是圆钢在热轧机组中连续穿孔成型，而ERW钢管则是由钢带在冷轧状态下成型的，ERW在 外观尺寸方面的控制更容易。因此，ERW钢管的外观质量缺陷较少，优于SML钢管。 几何尺寸好 由于电脑飞锯的使用，高频焊管的定尺率及定尺长度的精度较高。 由于高频焊管用轧制精度较高的热轧钢带制造，其厚度易控制，可按设计要求生产壁厚较薄而 钢级较高的钢管。而无缝管的壁厚往往受到穿孔技术和生产成本的限制，薄壁钢管难度很高。 流体输送用一般无缝热轧钢管，标准为GB8163-87，其规格为：外径Ф 32-630mm，壁厚为2.575mm，钢号为10，20，09MnV，16M n。美国石油协会API 5L（41）标准适用于石油天然气输送 用钢管，包括焊管和无缝管，其规格为外径Ф 10.3―2032.0mm，壁厚为1.7- 31.8mm，钢号为 A25，A ，B ，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80与之标准相类似的有ISO3183-96系列 标准和97年11月发布，98年4月开始实施的GB/T9711-97系列标准。鉴于ISO、GB/T标准均源于 API 5L（41）标准。将GB8163-87与API 5L（41）作以对比： 1）GB8163-87中规定的检验项目，API 5L（41）亦有相应要求，其指标完成能够满足这些项目 的要求。GB8163-87中的10、20、09MnV和16Mn分别相当于API 5L（41）中的A、B级，X42级， X46级，X52级。 2）GB8163-87中的钢管的几何尺寸精度要求低于API 5L（41）。 ERW与SML 对比 3）GB8163-87和API 5L（41）对水压的要求程度有很大不同，前者明文规定可以用超声波或涡 流代替水压，而后者则不然。这一点极为关键，因为水压检验是钢管极为重要的检验项目之一 。并且，前者水压试验值的规定低于后者的要求，对于X42以下级别，ERW管标准水压试验值在 不大于Φ 114.3mm时与GB8163-87一致；大于Φ 114.3mm外径时，分别比无缝管要求高于15%和25% 。 对于打压时的要苛刻，它要求水压机必须配备某种自动或连锁的强制性装置，记录保压曲 线，保证稳压时间。 4）GB8163-87与API 5L（41）在无损检测方面的要求有很大的不同，前者检验项目中并没有明 确规定须经无损检测，只是在水压检验项目下提到过用无损检验代替水压的说法；而后者则要 求水压与无损检验项目同时进行。笔者认为，后者的规定更为科学和可靠，实践证明，无论ERW 还是SML钢管，水压通过未必就说明管子没有内在的严重缺陷，而这种缺陷往往对钢管使用的寿 命有很大的影响，成为客户关心的重点。另外，水压时的管端肓区也是缺陷的高发地带。因 此，API 5L（41）不仅同时要求水压和无损检验，而且要求在水压后对焊缝和管端肓区进行无 损检测，以防止由于水压受力而引起的裂纹或缺陷扩展及管端缺陷漏检。 5）压扁试验从标准规定看，GB8163-87比API 5L（41）苛刻，而实际上ERW钢管的焊缝和母材的 强韧匹配使得其在压合时往往不发生开裂，因此，ERW钢管的抗压扁性能并不比无缝管差。 经西安管材研究所和上海市技术监督局黑色金属检验站的质量检测，这里取两个规定BΦ 219× 8.18和X52级Φ 323.9×6.4，及所收集到的国产TS/52KΦ 219×6ERW管、国产20钢（相当于API B 级或X42级）Φ 159×6、墨西哥产ST45（相当于API X52级）Φ 219×6无缝管的测试数据对其化 学成份、拉伸性能、压扁性能、冲击韧性、外观质量进行分类比较。 五种钢管的成份全部满足API 5L（41）和GB8163-87之要求。ERW的成份设计是低C高Mn，而SML 则是高C低Mn，显然前者的可焊性比后者更好，这对现场施工中环焊缝的焊接更为有利，同时 ERW的钢质比SML有更高的纯净度。 1）拉伸性能均满足API 5L（41）和GB8163-87标准要求，且ERW和SML的抗拉伸性能相当。
11BGJW精密ERW钢管与DOM管优势对比
西创中慧-BGJW精密ERW/HFW管和DOM管之间优势对比DOM管英文名称为drawn over mandrel，指的是焊接钢管经冷拔或冷轧等深加工工艺处理后,得到了尺寸公差小、机械性能好的优质钢管。
该钢管由于尺寸公差小、机械性能好，在汽车用管、高压抽油泵管、高速托辊用管、纺织机用牵伸管等应用领域应用较好。
近年来,随着焊管生产工艺的日臻完善，焊管质量更加稳定、可靠,焊管的几何精度和机械性能获得很大改善，也为焊管不通过冷拔而直接使用提供了条件。
BGJW精密ERW/HFW 管，是由江苏西创中慧液压技术有限公司自主研发生产的具有高强度、高韧性、高耐磨性、高耐腐蚀性、良好的焊接性能和冷加工性能的同时，壁厚公差、内外径公差、圆度、直线度等几何精度很高。
只要增加少量的加工成本即可达到DOM管的几何精度，在一些对管体精度要求不高的应用场合可直接代替DOM管使用，而管体性能要比DOM管优越。
BGJW精密ERW/HFW管与通用DOM管，从钢管整体性能、生产成本、几何精度、使用成本几个方面综合对比，优势明显。
1.钢管整体性能的优势1.1 DOM管的性能目前市场上通用的DOM管一般采用传统的低碳当量结构钢生产，主要钢种有10#、20#钢、Q345B等。
由于DOM管使用的钢种碳当量较低，可采用ERW钢管作为基管，而高碳当量钢种，因难以采用焊接方法生产，这使得DOM管品种和钢级受到很大限制。
DOM管由焊管通过冷拔（或冷轧）而获得。
冷拔过程是管体金属的屈服和塑性变形过程，会使管体金属发生加工硬化。
冷拔后的管体，机械性能普遍恶化。
冷拔使管体的塑性下降，强度和硬度有所提高。
管体经冷拔后的这些性能变化，会使DOM管的承载能力减低，使用安全性下降。
在冷拔过程中，如果工艺参数选择不当，极易在管体表面参数微裂纹，显著降低DOM管的承载能力，严重时管体会在冷拔过程中断裂。
1.2 BGJW精密ERW/HFW管的性能ERW钢管（或HFW钢管）采用热轧卷板作原料。
ERW管是
ERW管是“高频电阻焊接的钢管”，与普通焊管焊接工艺不一样，焊缝是由钢带本体的母材熔化而成，机械强度比一般焊管好。
ERW钢管的无缝化分为几何无缝化和物理无缝化。
几何无缝化就是清除ERW钢管的内外毛刺。
由于内毛刺清除系统的结构和刀具的不断改进和完善，大中口径的钢管内毛刺的清除已有了较好的处理。
内毛刺可控制在-0.2mm～O.5mm左右。
物理无缝化是指焊缝内部的金相组织与母材之间存在差别而导致焊缝区域机械性能下降，需要采取措施使其均匀化、一致化。
ERW钢管的高频焊接热过程，造成了管坯边缘附近温度分布梯度，并形成了熔化区、半熔化区、过热组织、正火区、不完全正火区、回火区等特征区域。
其中过热区组织由于焊接温度在1000℃以上，奥氏体晶粒急剧长大，在冷却条件下会形成硬而脆的粗晶相，此外温度梯度的存在会产生焊接应力。
这样，就形成了焊缝区域力学性能比母材低的情况，物理无缝化就是通过焊缝局部常规热处理工艺即采用中频感应加热装置将焊缝区域加热到AC3(927℃)，然后进行60m长度、速度在20m/分的空冷过程，需要时再水冷。
这种方法的使用达到了消除应力、软化和细化组织、提高焊接热影响区综合机械性能之目的。
目前，世界上先进的ERW机组已普遍采用此方法对焊缝进行处理，已获得较好的效果。
优质的ERW钢管不仅无法辩出焊缝，而且焊缝系数达到1，实现了焊缝区域组织与母材的匹配。
ERW钢管具有因采用热轧卷板作为原料，壁厚均匀可控制在±0.2mm左右，。
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
1、ERW套管及其特点
ERW套管，就其特性在国外称为T.U.F管： Tough material [韧性材料]
Uniform properties [均匀性能]
Free from defects [无缺陷]
• ERW管尺寸精度高、表面质量好、壁厚均匀，套管高抗挤性能明显；
2006～2007年国内６批次国产ERW套管在管材研究所 进行了性能检测试验，有油田抽检送样，有生产厂送样。 Ø244.48×8.94mm J55 STC ERW Φ219.10×8.94mm J55 ERW Φ339.70×10.92mm J55 ERW BHT Φ339.72×12.19mm N80Q BC ERW Φ339.72×12.19mm P110 BC ERW Φ244.48×11.05mmP110 ERW BC
TUBULAR GOODS RESEARCH CENTER OF CNPC
产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
焊缝沟腐蚀
钢中硫含量对沟状腐蚀敏感系数影响
钢中加Ca对沟状腐蚀影响
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2008－1－10
中 国 石 油 管 材 研 究 所
TUBULAR GOODS RESEARCH CENTER OF CNPC
产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
套管抗内压性能水平
8 7 内压 6 5 4 3 2 1 0 1.8 1.7 1.6
与ＡＰＩ额定值的比
数量
1.5
1.4
套管实物抗内压性能均大于ＡＰＩ额定值40％以上。
2008－1－10
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中 国 石 油 管 材 研 究 所
TUBULAR GOODS RESEARCH CENTER OF CNPC
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
螺纹粘扣
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
我国采购国外的ERW 套管，总量298006吨（2002年数据）
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
汇
报
提
纲
1、ERW套管及特点 2、国外ERW 套管发展状况
试样 数量
10
8
6
18
18
11
18
12
29
15
13
10
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
管体力学性能水平
8 7
4 3 2 1 0
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
汇
报
提
纲
1、ERW套管及特点 2、国外ERW 套管发展状况
3、国产ERW套管与性能评价分析
4、ERW套管国产化需注意的问题 5、ERW套管开发及应用研究 6、结语与建议
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
汇
报
提
纲
1、ERW套管及其特点 2、国外ERW 套管发展状况
3、国产ERW套管与性能评价分析
4、ERW套管国产化需注意的问题 5、ERW套管开发及应用研究 6、结语与建议
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• 整体热处理与热张力减径技术
• 焊缝的无缝化处理技术
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
2、国外ERW 套管发展状况
LONE STAR 在制管过程，焊管经过热张力减径，实现了无缝化。
产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
1、ERW套管及特点
• ERW管，一般采用TMCP工艺轧制的低碳微合金化钢（板卷），经成型，
通过高频电阻焊（ERW）连续焊接成管，工艺优良，生产效率高。
• 近年来，随着纯净钢、连铸板坯及低碳微合金化钢板控轧技术的发展，超
纯净钢的出现为ERW套管的发展提供了原材料方面更大的支持，加上整体
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
2、国外ERW 套管发展状况
– 国外ERW先进生产技术保证了ERW套管的质量
• 材料TMCP工艺技术 • 高精度成型技术 • 焊接能量自动控制技术 • 无损自动检测技术
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
2、国外ERW 套管发展状况
新日铁套管 抗挤强度
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
套管拉伸和挤毁性能水平
拉伸 挤毁
7 6 5 4 3 2 1 0 1.4 1.3 1.2
与ＡＰＩ额定值的比
1.5
套管实物拉伸和挤毁性能均大于ＡＰＩ额定值2０％以上。
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数量
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材料金相
硫化物 薄 硫化物 厚 氧化铝 薄 氧化铝 厚 硅酸盐 薄 硅酸盐 厚 球状氧化物 薄 球状氧化物 厚 总和
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1.5 1
夹杂物等级
2
0.50
0
材料金相组织夹杂物等级主要为0级，总和最大不超过２级。
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数量
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热处理、热张力减径等原用于无缝管轧制的技术引用于ERW套管生产，以 及自动控制技术和多探头的无损探伤技术的引入，ERW套管的质量水平不
断提高。其产品向高等级、多元化方向发展，其性能已等同或超过无缝管。
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3、国产ERW套管与性能评价分析
4、ERW套管国产化需注意的问题 5、ERW套管开发及应用研究 6、结语与建议
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
3、国产ERW套管与性能评价分析
1
与API额定值的比
管体力学性能主要分布在1.2~1.1之间，都大于API额定值。
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数量
抗拉强度 屈服强度 伸长率
6 5
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
材料冲击韧性水平
产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
焊缝灰斑缺陷
灰斑缺陷的宏观形貌
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灰斑面积对性能的影响
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
母材带状组织与断口分离
断口分离 带状组织
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
汇
报
提
纲
1、ERW套管及其特点 2、国外ERW 套管发展状况
3、国产ERW套管与性能评价分析
4、ERW套管国产化需注意的问题 5、ERW套管开发及应用研究 6、结语与建议
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产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根
2、国外ERW 套管发展状况
• ERW油套管的用量已占全部油套管的30％左右。
• 国外著名的ERW油井管生产厂有美国的LONE STAR、新日 铁名古屋制铁所、住友金属和歌山制铁所。 • ERW套管除API钢级外，也有非API钢级系列。例如美国 LONE STAR的LS系列、新日铁的NT-E系列和日本住友的 SM-E系列。
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