不锈钢管304不锈钢板精心选材

金属材料特质

2.1疲劳

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的作用时间较长；（3）断裂是瞬时发生的；（4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。

金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：

（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。

（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。

（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。

（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。

（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

2.2塑性

塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生 变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。

金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。

当不锈钢管表面出现褐色锈斑（点）的时候，人们大感惊奇：认为 “不锈钢是不生锈的，生锈就不是不锈钢了，可能是钢质出现了问题”。 其实，这是对不锈钢缺乏了解的一种片面的错误看法。不锈钢在一定的条件下也会生锈的。

不锈钢具有抵抗大气氧化的能力——即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中乃腐蚀的能力——即耐蚀性。但其抗腐蚀能力的大小是 随其钢质本身化学组成、加护状态、使用条件及环境介质类型而改变的。如304钢管，在干燥清洁的大气中，有 优良的抗锈蚀能力，但将它移到海滨地区，在含有大量盐份的海雾中，很快就会生锈了；而316钢管则表现良好。因此，不是任何一种不锈钢，在任何环境下都能耐腐蚀、不生锈的。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜（防护膜），防止氧原子的继续渗入、继续氧化，而获得抗锈蚀的能力。一旦有某种原因，这种薄膜遭到了不断地破坏，空气或液体中氧原 子就会不断渗入或金属中铁原子不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金 属表面也就受到不断地锈蚀。这种表面膜受到破坏的形式很多，日常生活中多见的有如下几种：

1、不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附 着物，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个 电池，引发了电化学反应，保护膜受到破坏，称之谓电化学腐蚀。 

2、不锈钢表面粘附有机物汁液（如瓜菜、面汤、痰等），在有水氧 情况下，构成有机酸，长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。 

3、不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石 灰水喷溅），引起局部腐蚀。 

4、在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气 ），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点，引起化学腐蚀。 

所以，为确保金属表面 光亮，不被锈蚀，建议： 

1、必须经常对装饰不锈钢表面进行清洁擦洗，去除附着物，引发修饰的外界因素。 

2、海滨地区要使用316材质不锈钢，316抵抗海水腐蚀的能力高与其它材质的不锈钢。 

316材质不锈钢（18Cr-12Ni-2.5Mo），因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。 

应用于海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母等。

304材质（18Cr-8Ni），作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，便用温茺-196℃～800℃）。

应用于 家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件等。

1、前言

上世纪70年代，在欧洲的一些天然气井中，为防止CO2腐蚀，采用9%Cr和13Cr%不锈钢制作油井管；美国的油气井也采用这种高铬不锈钢的油井管；后来，在API 5CT标准1988版中，补充了耐腐蚀油井管钢种，如C-75钢级增加了9Cr和13Cr两个马氏体不锈钢钢种；C-90增加了两个钢种。

上世纪90年代初，随着天津大无缝全流程项目（电炉+连轧管+热处理+螺纹加工）建成投产和宝钢140机组品种的开发，油井管的生产得到了快速的发展，不断地满足了国内油田开发的需要。 90年代后期，随着我国油气资源向着深井、复杂的地质条件区域开发，油田向油井管生产企业提出了抗二氧化碳用的13Cr不锈钢管需要，值此，也拉开了我国油气用不锈钢管开发的序幕。

2、我国油气井用管发展简况

2.1 中国油气井管发展历程

中国油气井管生产有60多年的历史。新中国建立以来，从1954年鞍钢生产的 根无缝油管至今，中国油井管发展大致分为四个阶段。

阶段为1954 -- 1985年

鞍钢、包钢和成都无缝钢管厂相继生产油井管。生产初期，鞍钢的油管产品按照鞍标和冶标（与原苏联标准等效）交货。上世纪70年代原冶金部参照API标准，制定并颁布了“石油套管”部颁标准YB690-1970和“石油对焊钻杆、钻铤、方钻杆管材”部颁标准YB691-1970。成都无缝钢管厂和包钢参照上述标准生产套管和对焊钻杆（包钢只生产套管）。80年开始鞍钢、包钢和成都无缝钢管厂开始按照API标准试制和批量生产油井管。在这一阶段，上述三个厂为大庆、胜利、大港及四川等油田开发的油井管产品主要是DZ40、DZ50和DZ55等低钢级产品（碳锰钢，包钢的钢种里加入了量的铌和稀土）。尽管是油井管的低端产品，但由于当时的冶炼、轧制、热处理和管加工装备水平较低，产品表面质量、尺寸精度和螺纹加工质量等都难以满足油田要求。

第二阶段为1986年-- 1991年

宝钢从国外引进的Φ140mm全浮动芯棒连轧机组建成投产（可生产油管和5 1/2〞套管），使国内油井管生产的装备水平有了突破性的进展，但由于受机组的规格所限，仅能为油田提供少部分规格和品种。从1986年1月起，原冶金部正式宣布废除YB690-1970和YB691-1970等标准，一律改用等同API标准的YB/T和GB3303-1982系列标准生产油井管。1990年4月，成都无缝钢管厂在国内 个通过美国石油学会颁发的API 5CT 5B、5D（7）会标许可证。但由于国内钢管企业的整体水平仍较低，不能满足油气行业快速发展的需要，至1991年中国油井管产量仅13.67万吨，国产化率仅13.54%。产品主要采用以碳锰钢生产的J55钢级的油套管，N80钢级的油套管还处在研制阶段。

第三阶段1992年-2012年

随着中国经济步入高速发展的快车道，对石油需求不断增加，推动了石油工业的快速发展，同时也拉动了油井管等能源用管需求的快速增长。另外，天津钢管公司（天管集团前身）从国外引进的Φ250MPM机组的建成投产（现代化的全流程专业化油井管生产企业），一举改变了中国油井管生产装备及工艺的落后局面。之后又建成三条PQF三辊式高精度连轧管机组，这种机型代表了当今世界无缝钢管轧制技术的 水平。这期间国内一些企业（包括宝钢、成都无缝、衡阳钢管、包钢、西姆莱斯、安徽天大等）陆续投资新建了一批现代化的轧机并改造或新建了热处理线和管加工线，使中国油井管整体制造水平有了大幅度提高，油井管产量迅速增长。

在这一阶段，中国油井管无论在产量、质量和品种上，都基本满足了国内油田用管的需求，还大量出口到国外。2004年，中国油井管进口量为32.20万吨，出口量为33.23万吨，实现了油井管的净出口。2008年中国油井管产量达到了630万吨，出口333万吨，进口24.57万吨，净进口308万吨，国产化率达到95.5%。

第四阶段2013年及以后

随着中国经济步入中高速发展，和非石化能源快速发展以及中国油气行业开发增长呈下降趋势（油气用管表观消费已达到峰值），其中石油开采呈现下降的趋势（石油资源枯竭），石油管材的需求量不断下降。未来中国油气工业的发展是向着页岩气、煤层气、海洋油气（包括可燃冰）等资源开发。