一、石油管材淬火加熱、保溫時間的確定

 石油管材指的是套管、油管、管線管及鉆桿，為了達到標準所要求的綜合性能指標，其中較高強度的鋼級均須進行調質處理，即淬火加回火。

  保溫時間指的是鋼管實際溫度達到規定后保持的時間，我們知道，鋼管加熱達到奧氏體化溫度后，將發生奧氏體的形核、長大及均勻化這一過程。石油管材用鋼基本上都是中、低碳的合金結構鋼，鋼管的有效厚度（壁厚）較薄且均勻，淬火加熱時的保溫時間無須過多，但至少要大于5分鐘。保溫時間的長短要根據鋼中的合金元素種類及含量略作調整，例如，當鋼中含有V、Nb、Mo等強碳化物形成元素時，應適當增加保溫時間，以利于碳化物的溶解，以達到充分發揮合金元素的作用。而鋼中含有非碳化物形成元素或弱碳化物形成元素時，如Ni、Si、Mn等時，就沒有必要過多地增加保溫時間，否則將增加鋼管的表面氧化，影響表面質量。

  對于管端加厚的產品，如鉆桿、油管等，加厚處的壁厚遠大于管體壁厚，在這種情況下，加熱及保溫時間應以加厚處的壁厚作為有效厚度進行考慮。

二、石油管材鋼種的選擇

  在石油管材的標準中，對鋼種的化學成分作出了明確規定，其中P、S含量是必須保證的。對于低鋼級產品，除P、S外，對其他元素不作規定；而對高鋼級或有特殊使用性能要求的鋼級，不僅對P、S有較嚴格的要求，對其他元素也作出了相應的規定，列出有相應要求的主要元素包括：C、Mn、Mo、Cr、Ni等。

  對于低鋼級的產品，如套管及油管中的H40、J55鋼級，采用中碳以Mn為主合金元素的鋼種，軋態即可滿足標準要求；而管線管有焊接性能的限制，只能采用低碳Mn鋼或者再增加微量的Nb、V、Ti等元素，以改善鋼管的性能。

  對于高鋼級的產品，標準上就要求以熱處理狀態交貨，在性能指標中，都包含有力學性能要求。有的鋼級如C90、T95還要求抗H,S應力腐蝕試驗，并對熱處理的最低回火溫度有要求；標準中對鋼的淬透性也作出了相應的規定，如C90、T95鋼級，鋼的淬透性要求淬火后的馬氏體含量不小于90%;其他鋼級淬火后的馬氏體含量不小于50%.根據這些要求，不同鋼種的化學成分在滿足標準規定的前提下，必須對元素的選用及含量進行調整，并通過試驗確定適用的化學成分。

三、石油管材淬火的要求和判斷

  高鋼級的石油管材產品均須調質處理才能達到標準要求的性能要求，所謂調質即淬火加高溫回火，得到回火索氏體組織，并具有綜合的性能組合。

  淬火的目的在于獲得馬氏體組織，但在實際生產中，獲得100%馬氏體是很難做到。這樣，經高溫回火后可獲得均勻的索氏體，這一點對于高強度高韌性及抗硫化氫應力腐蝕鋼級十分重要。在標準（API5CT)中對須調質處理的鋼級均有淬透性要求，其中，抗硫化氫的C90、T95鋼級要求淬火后的馬氏體含量不小于90%;其他鋼級的淬透性要求淬火后的馬氏體含量不小于50%。

  在API5CT中對馬氏體含量的判斷用檢測硬度值的方法進行判斷，從全長淬火的管子上取一個環型試樣，分為四個象限，在每個象限內沿壁厚的內、中、外打9個硬度壓痕，取內、中、外3個硬度讀數平均值作為一個硬度值，硬度值應大于或等于按下面公式計算的硬度值。

  對于不小于90%馬氏體時的硬度值公式：HRC =58×w(C)+27

  對于不小于50%馬氏體時的硬度值公式：HRC=52×w(C)+21

四、石油管材常用的淬火方式

石油管材目前常用的淬火方式有以下幾種：

 1. 浸入式固定內噴 

   鋼管置于淬火槽內的V型座上，一端由壓頭壓緊，內噴嘴向管內噴入淬火介質，淬火槽側面有一排噴管橫向噴出淬火介質，起到對槽內介質的攪拌作用，淬火結束后由翻料鉤或提升鏈條將鋼管移出淬火槽，淬火后鋼管的彎曲及橢圓度較大；

 2. 浸入式旋轉內噴 

   與浸入式固定內噴的區別在于鋼管淬火過程中始終進行旋轉，其余大致相同，淬火后鋼管的彎曲度及橢圓度較小；

 3. 旋轉式外淋內噴 

   鋼管淬火時置于旋轉輪上，并由壓緊輪壓住進行旋轉，鋼管上部由一排噴水管向管子表面噴水，在管子端部由一個噴嘴向管內噴水，冷卻結束后由出料機構使管子離開淬火工位進入收集料架或收集鏈上，淬火后鋼管的彎曲度及橢圓度較小。