無縫鋼管是由鋼鐵中的各種元素構(gòu)成，這些元素按照不同比例組合，構(gòu)成了無縫鋼管不同的機(jī)械性能，任何一種元素的多少都會直接影響無縫鋼管的機(jī)械性能。那么這些元素在鋼材構(gòu)成當(dāng)中各自扮演什么角色呢?下面就讓我們一起來了解一下影響無縫鋼管性能的各個(gè)元素： 　　碳(c)：含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性能降低，碳含量過高容易造成晶間腐蝕不合格。鋼和鐵的界線由 C 含量來控制：<2.11%的為鋼 　　硅(Si)：Si 是脫氧劑和脫硫劑，有較高的強(qiáng)度和硬度，可改善鋼的熱加工性能。 　　鉻(Cr)：鉻能顯著提高鋼的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，但同時(shí)會降低塑性和韌性。 　　鎳(Ni)：鎳可提高鋼的強(qiáng)度，又可使鋼保持良好的塑性和韌性。 　　鉬(Mo)：鋼中加入鉬，能提高鋼的機(jī)械性能。 　　鈦(Ti)：鈦是鋼中的脫氧劑。降低實(shí)效敏感性和冷脆性。鋼中加入一定量的鈦有抗晶間腐蝕的能力。 　　磷(P):磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。通常情況下，鋼中磷的含量控制的越低越好。 　　硫(S):硫是鋼中的有害元素，使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造時(shí)容易造成裂紋，同時(shí)還降低鋼的耐腐蝕性。所以硫的含量須盡量控制得低。 　　氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性。增加實(shí)效敏感性。適量的氮可提高不銹鋼的抗點(diǎn)腐蝕性和強(qiáng)度。

在以往的無縫管線管標(biāo)準(zhǔn)中，如API 5L(美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))制定的無縫管線管的 強(qiáng)度為X80(屈服強(qiáng)度下限為555MPa)，幾乎沒有強(qiáng)度更高的無縫管線管的實(shí)用例子。一般說來，隨著強(qiáng)度的提高，會擔(dān)心母材及圓周焊接部的韌性會下降。因此，為使母材同時(shí)達(dá)到高強(qiáng)度、高韌性和具有良好的圓周焊接性，必須開發(fā)新的鋼管材質(zhì)。另外，頂張力立管起著將井口和海上平臺直接連接起來，保護(hù)生產(chǎn)流體流通管子的作用，因此要求其必須具有抵御海浪和海潮沖擊的抗疲勞特性。為解決上述問題，新日鐵開發(fā)了管線管和上升管用X90-X100高強(qiáng)度無縫鋼管。 新日鐵開發(fā)的的高強(qiáng)度可焊接的X90-X100無縫管線管通過合金設(shè)計(jì)既確保了母材強(qiáng)度，又確保了韌性，同時(shí)通過降低C含量改善了焊接部韌性，因此滿足了包括圓周焊接性在內(nèi)的性能要求。 鋼管的外徑和壁厚分別為323.9mm和20.0mm。為評價(jià)圓周焊接部的特性，對整個(gè)焊接金屬部進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、維氏硬度試驗(yàn)、CVN試驗(yàn)和CTOD試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，在HAZ中看成不到明顯的硬化。