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C110 是一种什么无缝钢管材质?—— 深度解析 API 5CT 标准 C110 无缝钢管特性及应用场景

从化学成分到力学性能,一文掌握 C110 无缝钢管的行业价值

一、API 5CT 标准 C110 材质无缝钢管简要概述

API 5CT 标准是全球石油套管行业的权威规范,而 C110 钢级作为该标准中高强度、高耐蚀性的代表材质,广泛应用于深井、超深井及复杂地质条件的油气开采。C110 无缝钢管通过优化化学成分(如添加 Cr、Mo、V 等合金元素)和特殊热处理工艺(如调质处理),实现了强度与韧性的完美平衡,同时具备优异的抗硫化氢(H₂S)腐蚀性能。

二、C110 是一种什么材质?

C110 属于低合金高强度钢,主要成分为碳(C)、硅(Si)、锰(Mn),并添加铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)等合金元素以提升综合性能。其微观组织为回火索氏体,具有高强度(抗拉强度≥862MPa)、高韧性(伸长率≥18%)和抗回火软化特性。与普通钢级(如 N80、P110)相比,C110 通过严格控制杂质元素(如 P≤0.020%、S≤0.010%)和采用二次调质工艺,显著提高了抗硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)能力。

API 5CT标准C110材质无缝钢管

三、C110 无缝钢管执行标准及生产制造工艺流程

执行标准

  • API 5CT标准:规定 C110 钢级的化学成分、力学性能及制造工艺。
  • ISO 11960:补充国际通用的石油套管标准。
  • NACE MR0175针对含硫化氢环境的抗腐蚀要求。

生产工艺流程

  1. 原料冶炼:采用电炉或转炉冶炼,严格控制 S、P 含量,添加微合金元素。
  2. 热轧穿孔:将钢坯加热至 1200-1250℃,通过穿孔机形成空心管坯。
  3. 连轧 / 挤压:使用连轧机或挤压机进一步成型,确保尺寸精度。
  4. 调质处理:淬火(850-900℃)+ 回火(600-650℃),细化晶粒,提升强度与韧性。
  5. 无损检测:通过超声波、磁粉探伤等检测,确保无内部缺陷。
  6. 螺纹加工:按 API 5B 标准加工螺纹,保证连接密封性。

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四、API 5CT 标准石油套管用无缝钢管 C110 材质的化学成分组成及详细解析

元素含量范围(%)作用解析
C≤0.35提高强度,但需控制以避免脆化。
Mn≤1.2固溶强化,改善抗回火性能。
Cr0.4-1.5形成钝化膜,提高抗腐蚀能力。
Mo0.25-1.00抑制回火软化,增强抗硫化氢性能。
Ni≤0.99细化晶粒,提升强度与韧性。
P≤0.020提高淬透性,降低氢脆风险。
S≤0.005提高淬透性,降低氢脆风险。


五、API 5CT 标准 C110 钢级石油套管用无缝钢管的力学性能要求及解析

性能指标标准要求性能解析
抗拉强度(MPa)≥793确保套管在高压环境下的结构稳定性。
屈服强度(MPa)758-828防止套管在载荷下发生塑性变形。
伸长率(%)≥18保证材料的抗冲击和抗疲劳性能。
冲击功(J)≥68(-20℃)提升低温环境下的抗脆断能力。
硬度(HBW)≤279HB/30HRC平衡硬度与韧性,避免应力集中。


六、API 5CT 标准 C110 材质无缝钢管的耐腐蚀抗硫化氢性能详解

C110 钢级通过以下技术手段实现优异的抗腐蚀性能:

  1. 合金化设计:Cr 和 Mo 的协同作用形成致密钝化膜,阻止 H₂S 渗透;Cu 和 Ni 增强表面抗氧化能力。
  2. 显微组织优化:回火索氏体组织减少位错密度,降低氢扩散速率,抑制硫化物应力开裂(SSCC)。
  3. 工艺控制:二次调质处理细化晶粒,提升材料均匀性,增强抗局部腐蚀能力。

应用场景

  • 含 H₂S/CO₂油气井:在塔里木油田等酸性环境中,C110 套管的腐蚀速率低于 0.076mm/a,寿命较普通钢级延长 3 倍以上。
  • 深海开采:在 1500 米深海环境中,C110 无缝钢管的抗氢致开裂(HIC)性能通过 NACE TM0284 标准测试。

七、API 5CT 标准 C110 材质无缝钢管的主要用途及应用案例

核心应用领域

  1. 超深井与页岩气井:承受 150MPa 以上压力,适应 300℃高温环境。
  2. 酸性油气田:抗 H₂S 浓度达 5000ppm,CO₂分压≥0.2MPa。
  3. 深海平台:耐海水腐蚀,支持 1500 米水深作业。

典型案例

  • 塔里木油田:C110 套管在塔中区块成功应用,抗硫化氢性能通过 ISO 15156 标准认证。
  • 南海深海项目:天津钢管生产的 C110 无缝钢管用于 “深海一号” 工程,实现国产化替代。
  • 川渝页岩气田:在含 CO₂和 H₂S 的复杂环境中,C110 套管寿命超过 20 年。

八、结束语:专业铸就品质,服务创造价值

公司理念:以 “专业铸就品质,服务创造价值” 为核心,我司提供全流程质量保障:

  1. 权威认证:通过 API Spec 5CT、ISO 9001、NACE MR0175 认证,产品符合国际标准。
  2. 供应规格:外径 4.5”-20”,壁厚 5.12-100mm,支持定制化需求。
  3. 技术支持:提供化学成分分析、力学性能测试、腐蚀模拟等专业服务。
  4. 全球服务:7×24 小时响应,覆盖油气田勘探、开采、维护全周期。

合作案例:与中石油、中海油等企业合作,累计供应 C110 无缝钢管超 10 万吨,产品出口至中东、非洲、东南亚等 30 余个国家。

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