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无缝钢管是由钢铁中的各种元素构成，这些元素按照不同比例组合，构成了无缝钢管不同的机械性能，任何一种元素的多少都会直接影响无缝钢管的机械性能。那么这些元素在钢材构成当中各自扮演什么角色呢?下面就让我们一起来了解一下影响无缝钢管性能的各个元素： 碳(c)：含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性能降低，碳含量过高容易造成晶间腐蚀不合格。钢和铁的界线由 C 含量来控制：<2.11%的为钢 硅(Si)：Si 是脱氧剂和脱硫剂，有较高的强度和硬度，可改善钢的热加工性能。 铬(Cr)：铬能显著提高钢的强度，硬度和耐磨性，但同时会降低塑性和韧性。 镍(Ni)：镍可提高钢的强度，又可使钢保持良好的塑性和韧性。 钼(Mo)：钢中加入钼，能提高钢的机械性能。 钛(Ti)：钛是钢中的脱氧剂。降低实效敏感性和冷脆性。钢中加入一定量的钛有抗晶间腐蚀的能力。 磷(P):磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。通常情况下，钢中磷的含量控制的越低越好。 硫(S):硫是钢中的有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造时容易造成裂纹，同时还降低钢的耐腐蚀性。所以硫的含量须尽量控制得低。 氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性。增加实效敏感性。适量的氮可提高不锈钢的抗点腐蚀性和强度。
无缝钢管具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。 无缝钢管上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的 应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的小应力。 无缝钢管屈服点的计算公式为： 式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。 无缝钢管断后伸长率（σ） 在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为： 式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。 无缝钢管断面收缩率（ψ） 在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。 式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的少横截面积，mm2。
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在以往的无缝管线管标准中，如API 5L(美国石油协会标准)制定的无缝管线管的 强度为X80(屈服强度下限为555MPa)，几乎没有强度更高的无缝管线管的实用例子。一般说来，随着强度的提高，会担心母材及圆周焊接部的韧性会下降。因此，为使母材同时达到高强度、高韧性和具有良好的圆周焊接性，必须开发新的钢管材质。另外，顶张力立管起着将井口和海上平台直接连接起来，保护生产流体流通管子的作用，因此要求其必须具有抵御海浪和海潮冲击的抗疲劳特性。为解决上述问题，新日铁开发了管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管。 新日铁开发的的高强度可焊接的X90-X100无缝管线管通过合金设计既确保了母材强度，又确保了韧性，同时通过降低C含量改善了焊接部韧性，因此满足了包括圆周焊接性在内的性能要求。 钢管的外径和壁厚分别为323.9mm和20.0mm。为评价圆周焊接部的特性，对整个焊接金属部进行了拉伸试验、维氏硬度试验、CVN试验和CTOD试验。试验表明，在HAZ中看成不到明显的硬化。
