SY/T 6857.1-2012 石油天然气工业特殊环境用油井管 第1部分 含H2S油气田环境下碳钢和低合金钢油管和套管选用推荐做法 SY/T6857.1-2012 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 75, 180. 10: 77. 140. 75E 92: H 48
备案号：35155—2012
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6857.1—2012
石油天然气工业特殊环境用油井管第1部分：含HS油气田环境下
碳钢和低合金钢油管和套管
选用推荐做法
Petroleum and natural gas industries - OC'lG uscd for speeial environment-Part I : Recommended practice on selection of casing and tubing ofcarhon and low alloy steels for use in sour service2012—01—04发布
国家能源局
2012—0301实施
2规范件用文件
术语和定义
4腐蚀工说条件评定
腐蚀影响素
工况环境评定
5洲管和套管选用原则
5.1井况分析
5.2腐蚀类型与腐蚀程度控制日标5.3产品质量等级
5. 4GB/T 15830 或 API Spec 5CT 产品选用5. 5非GB/T 19830 或 API Spec5CT产品选用次
5.6非GI3/T 9253.2/APISpcc5B特殊螺纹产品选J川I·..6非GB/T19830或AP1Spec5(T油节和套管产品质量控制要求6.1
制造工艺
产品化学成分
拉伸性能
萍透性
晶粒度
夏比V型冲击韧性
抗 SSC性能
7标记
抗 HIC 性能检验
抗SOHIC和SZC性能要求
8文件
附录A（规范性附录）（分压的确定酸性环境下油筒和套管选材奏
附录B（资料性附录）
抗HIC/SWC性能实验室试验程序
附录（规范性附录）
附录D（规范性附录）SOH1C/SZC性能实验室试验程序参考文献
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SY/T6857.12012
SY/168S7《石油天然气工业特殊环境用油井矫”分为以下几部分：一第1部分：含HI.S油气日环境下碳钢和低合金钢油管和套管选用推荐做法：第2部分：酸油气山用钻杆。
本部分为SY/1 6857的第1部分。本部分按照（B/T1.1一2009&标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起举。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任，本部分由行油节材专业标准化技术委员会提出并山口。本部分起草单位：中国石油集团石冲管工程技术研究院、中国石油股份有限公司塔里木油田分公司。
本部分主要起毕人：魏斌，真权、方伟、常亮。1范围
石油天然气工亚特殊环境用油井管第1部分：含H,S油气田环境下碳钢和低盒金钢油管和套管选用推荐做法SY/T 6857. 1—2012
SY/TG857的本部分规定广含II,S油气由坏境下用碳钢和低合金钢油管和查管选用原则、质量控制要求和检验方法。
本部分适用含TIS油气日环境下用油管和套管的选用。本部分以保证油件和套管在IIS介质上说系件下使用的安全可靠性和债用好命为日标，根据下说要求对滴普和套贯的选用推存了一般做法：和部分也对非GB/T14830或AIISpec5C:I规定的油和套管产品选用时的质量控制提出厂基本要求。
除非另有规定、本部分中提到的油管和套管包括汕管，套管、平端套管衬管、短节和接箍（包括半成品和毛坏）等产品。
本部分中酸性环境是指含液态水且H,S超过某一极限值的流怀［气体总压力大「或等下0.4MPa(65psia)，口气体中HS分压人于30Pa(0.15pin）本部分补充而不足代替设计标准和规范中已有的材料技术要求。凡本部分术叙及的条款及内容均按GB/T19830或APTSpec5(T的规定执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的成用足必不可少的。凡是注Ⅱ期的引用文件，仅注H期的版不适用于本义件。凡是不注口期的引用文件，月最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。G/T4157金属在硫化氢坏境中抗特殊形式环境开裂实验室试验（GB/T41572006，NACETM0177:1996+MOD)
G1/8650管线钢和压力窄器钢抗氢致开裂评定方法（GB/T8650·2006，VACETM0284：2H3，MOD
GB/9253.2石油天然I.业垒管、油管和管线管螺纹的加1、测量和检验（GB/T9253.2—1999,AFI Spcc 5B: 1996IDT)GB/T19830石汕天然气T业油气井套管或汕管用钢管（GB/T198302011，IS(）11960：2004,IDT)
G/T20972.1石I人然气T业油气开采中于含硫化氨环境的材料第1部分：选摔抗裂纹材料的—般则（GB/T20972.12007，IS(）15156-1：26301，IDT）GB/T20972.2右泄人然气T业汕气开采非用于含硫化氢环境的材料第2部分：抗H裂磁钢、低合金钢和铸铁（GB/T2\72.2—2H08，ISO1515h-2：2003，M0D)GB/T21267右洲人然气T业套管及洲管螺纹连接试验程序（GB/T212672007，IS）13679：2002，IT)
SY/T5539油井节产品质量评价厅法APIRP5C5套管和油管连接试验程序推荐作法（Recommendedpracticearnproceduresfurtesling casing and tuhing connectioris)1
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APSpcc5B食管、油管和管线管纹的加T.、测量和检验规范（Thrcading，gaugingandlthread inspection of casing+ tuhing and line pipe threads)APl Spec 5CT套管和油节规范Specification for casing and tuhing）NACETMD177金属在硫化氢坏境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂实验室标谁试验方法(Stanclard test method-- Lahcratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking andstress corrusion cracking in H, environments)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
炉批heal
饮熔炼的单一循环过程生产的材料。3. 2
热处理批heattreat lot
出自同一热处虽炉，或者出自连续（或批）处理中间一热处现炉的，或出自不同热处理炉，但按确保满足本部分剂应要求的文件化程序进行热处理的机间尺小和钢级的所有管子。3.3
全面腐蚀generaluiTosion
瘤蚀分布在整个金属衰面，使命属质量损失，截而尺寸减小，直垒完全破坏的一种腐蚀形态。3.4
点蚀pitting corrosion
在腐蚀介质中金属材料大部分表商不发生腐蚀或腐蚀很轻微，在表面个别的点或微小区域内形成了小孔状腐蚀坑。
失量腐蚀 mass lss corrsion (ML.C]出化学机理所引起的金属质量损失的-种腐蚀形态，包括企面腐蚀、点蚀和缝隙魔蚀。3.6
制造厂manulaclurer
对标记产品负责，担保其产品符合本部分的厂商、公司或集团公司。制造厂可以是节了制造厂或加汇厂，制造厂有责任使产品符合本部分3. 7
硫化物应力开裂sulfidlestresscracking（SsC】在有水和H,S存在的情况，与腐蚀和拉应力［残留的和（或）外加的」有关的一种金属开裂形式。
注：SC是氢应力开裂的一种形式，它与在金属表面的因酸性腐蚀所产生的原了氢引起的金展脆性有关。在蔬化物存在时、会促逊氛的吸收。原子氢能扩散进金属，降低金属的韧性，增加裂纹的嫩感性，高强度余属材料和较硬的煤继区城易发生Sx
氢致开裂 hydrogen-induced cracking[Hlc]当氢原了扩散进钢铁中并在陷进处结合成氢分子：（氢气）时，所叭起的在碳钢和低合金钢中平面裂纹。
注：数纹是由丁氨的案集点压力增大而产牛的氧效开裂的产生不需要施加外部的成力。能够引起HI：的聚巢2
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点常常在了钢中杂质水平较高的地方，那是雨丁杂质偏析和壮钢种合金元素形成的具有较高案度的平面型夹黎和（或）其有异带显微组织（如带状组纠）的区或。阶梯裂纹stepwisecracking（SwC)在钢材连接相邻面内的氢致裂的·种裂教。注：这个术语描述了裂的外貌。连接氢致开裂询产生的阶梯裂纹取决十裂纹间的同部应变和裂效周围钢由于落解的氢引起的跪性
应力定向氢致裂纹stress-oriented hydrogen-inducedcracking（SoHIC）大约与主应力（残余的或外加的）方向垂直的一些交错小裂纹，导致了像阶梯-样的，将已有HTC连接起来的一种裂纹簇【往往细小的）。注：这种开数可被归类为出外应力和氢致开裂调固的局部应变引起的SSC。5HIC与SSC和HIC/SWC有关。在纵好避钢管的丹材和乐力容器好缝的热影呢区都冕家到S()HIC。3.11
软区开裂softzonecracking(sC]SSC的一种形式，它可能出现」钢个有局部屈服强度低的软这。注：在操作载向作用下，软区可能会服，并后部累让塑性应变使一种在别的情说下抗SSC材料发生SC开裂撤感性增加。
分压partial pressure
在同样温度下，滤台（休中一种组分单独充满该混合气怀所的体积产牛的压力，注：对于：-种理想的混合气体，每一种纽分的分小等于总压力乘以其在混合气体中的哗尔白分数，而此肢尔百分数等于其体积白分数
酸性环境
sourservice
含有HS开能够引起碳钢和低台金辆按和部分所捕述的机理开裂的汕气由环境，这里所述的开裂机理包括：SSC，HIC：SOHI.SZC，SWC4腐蚀工况条件及评定
在按本部分进行油管和套节材料的选择和评定之前，用户应刘油管和套筛材料可能暴露的使用工况条性进行确认，评定以文件记裁。评价，定义和资料硫认坏境应符合GB/21972.1的票求4.2腐蚀影响因素
4.2.1蚀工说条件包括预定的使用暴露条件和由5控制措施或保护方法失效可能造或的不而预定暴露条件等两个方面。
4,2.2影响油管和套管材料在含IIS环境中腐蚀性能的因素，包括管材治金特性和服役环境两个方面。箭材冶金特性丰要包括：化学成分，制造方法；产品形状、强度，硬度及其局部的变化，冷加T量，热处理状态；微观组织及其均勾性，这些因素的规定见第6章，4.2.3服役环境影响因索他括下列参数并应成对其量化：一H2S分压或在水相中的量浓度，依据GB/T20972.22008附录C确定。一（)分压或在水相中的量浓度，依据附录A确楚。3
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—溶孵的氯化物或其他卤化物浓度。水相中原位pH值，依据GT/T20972.2—21.H0F附录T)确定元素硫或其他氧化剂的行在。
暴露温度
总应力（外加的应力和线余应力）。暴露时间。
．电效应。
-暴露于非并采流体，
4.2.4使用第6章选择适合用于含IS油气开来环境中的油管和套管材料时，应考这逆因系还特别注这些因素随时间变化的情况。4.3工况环境评定
4.3.1碳钢或低合金钢发生SSC的酸性环境的严重程度IS分压（PE,）和溶液的原位pH仙有关。如图1所示，由PHs和pH值将所有区域分为4个区域：0区，SSC1区，SSC2区和SSC3区，其酸性环境的严重程度为：SS3 区>SSC2 区>SSC1风> 区。4.3.2在确定个有「I,S环境的严重程度耐，应考虑在不止正常的工作条件下或修并作业时暴露于未缓冲的低pH值凝析水相时+或井下增产酸液或反排增产酸波的可能性，注1：图「4-H2S分乐低下J.3kPa（u.pai）和高于[MPa（15upsi）的不连续性反唤测虽低1[2分K时的不确定和题山≤分卡范围（包括低和高）时钢材性能的不确定件。5油管和套管选用原则
5.1井况分析
5.1.1油管和套曾的选用应以满足况要求为日的，应对止况做认真分析。5.1.2依据升型，应综合考虑升深、压力、温度、坏境载荷和介质等各种［况影响，为实现油气生产的最作经济数效益：选用椎应品种、规格、质量等级以及特殊要求的油管和套管，以保证油管和会管在服役中预期的安全可靠性或使用寿命5. 2腐蚀类型与腐蚀程度控制目标5.2.1总则
在按本部分进行油管和套管材料的选择和评定之前，设备使用者应在第4章工况条件计价的础上，区分腐蚀类型并提出腐蚀程度控制H标。5.2.2蚀类型
碳钢和低合金钢冲管和套管与禽HS，.和C1等腐蚀介质的井流物接触，一般会发生两类履融形式，分别为：
a）所有由H,S所起的环境敏感开裂，这些开裂形式包括硫化物应力开製（SSC）、氢致开裂（HIC）及阶梯型裂纹（SWC）、应力定向氢致开裂（SOIIIC）、软区开裂（SZ)。油节和套管因材质不同，在含II,S环境中，会发生这而种环境嫩感裂形式的种或儿种。尖重腐蚀（MLC），是内电化学机理所引起的金属质量损失的一种腐蚀形态。包括全面摘b>
蚀、点蚀和缝隙腐蚀等。
碳和低合金钢油管和套管在含(C0)2/H,S介质巾可能会发牛的腐蚀类型见表14
环境类型
般环境
一般坏境
-般环境
酸性：环境
酸性环境
酸性环境
(0.05psi)
PuskPa
4）区1—SS1区：2SS2区：3SC3区To
图1碳钢和低合金钢SSC的环境严重程度的区域SY/T 6857.12012
表1碳钢和低合金钢油管和套管在含 CO,/H,S介质中的腐蚀类型CO.分
n. n5 --l.21
l. n5~-(l. 21
5. 2. 3腐蚀控制目标
H$分压
腐蚀类型
MLC, SSC. HIC/SW, SOHI/SZC
MI.C. ssC.HIC/swC, SOHIC/SzCMLC.SSC,HIC/swC,SOHIC/SzC
腐蚀严重程度
卵等～严董
中等严重
5.2.3.1除特别规定，按本部分选择的碳钢利低合金钢油管或套管材料，能在石油利天然气生产过程中在研定的含 H,S的环境中抗 SSC、HIC/S球C和 SOHIC/SZC，但并不是在所有的工况下都不F裂。
5,2.3.2：磁钢利抵合金钢油管和套管与含H,S，C和CI等腐灿介质的开流物接融，会发生较高或很高失重离蚀，可采取内涂层，加注缓蚀剂等措施降低腐蚀速率。也可采取耐独合金油节和套管控制失重摘蚀。附录B给出了常用油管和套管依锯环境选用流程表，表2给出了腐蚀程度控制指标，明户需要恨据产量和生产并寿命，以及经济效益综合评估选择管材或防腐措施，以便丁将尖重腐蚀速率控制在可接受的范围内。
5.3产品质量等级
5,3.当并流物中含H,S，（和CF等魔蚀介质时，只有通过选带高质量等级或特殊性能的油誉和套管才能保证油气用的安全生产，在订购这些油管和套管时，应符合下面所陈述的一般性原则，5
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魔边理率分类
轻度腐砸
中度凝蚀
重离蚀
极严重腐蚀
表2腐蚀程度控制指标
均到腐独迷率
Trt牛
.U. 025bzxZ.net
1. 0--4. 9
. 025.-0. 125
126 --0. 254
注：my为英制单位密尔（mil）丧示的魔蚀速率：【mjy-心.25mm/年，点腐蚀速率
Tur/4年
.0. 127
(). 127---{). 2(01
0. 202--(0. 381
:-01. 381
5. 3.2油筛和套管制造厂应取得(B,T 19007体系认证。按照GB/T t983)或AF1 Spcc5CT所生产的管F应他用相应的标记，并符合GB/T15983或AP1Spec5CT，（HT253.2或AFSJee5B和订货补充技术条件的要求。
注：订货补充术条件指具有资质的第三方机构制定的或供需双力认可的订货补充技术条件：以下均同。5.3.3用户订货时应并优先考虑按照SY/T5539产品质量评价检验符台一等品的厂家及其产品，而刘产品质盘评价检验为四等品的厂家应停止订货。5.3.4订购新供应厂家的产品以及各种特殊用途或肾非GB/T15830或APISPec5CT规定的产品、不同-I3/T9253.2/AFISpeC:5B的特殊螺纹接头的油管和套管，应拟行用户驻厂质量监督到货商检相结合的质虽检验方式。驻厂质量监督应出用户或川户委托的第一方检验机构进行。注：作 GH/T 1S830或 AIT Spec5CT 规定的产品是指与CH/T [9820或AI[ Spec 5CT规定不同的尺寸规格、出服强度、抗拉强度、化学成分、材料类型和加工工艺的油管和套管。以下均同5.4GB/T1983U或APISpe:5CI产品选用5.4.1用户可根据井说条件选择表3所列举山的GB/T19831或APISpec5CT规定的油管和套管产品，为保证所选用/T19830或APSJ心5CT规定的洲管和套管产品满足抗E,S引起的各种开經要求，在订购这些油管和套曾时，应符合下而所陈述的一般性原则5.4.2衣3所列出的汕管租套管为已认可节材，满足相应要求并在规定温度范围内、图1所示的所有区域内使用具有抗SSC性能，本用进行进一步的SSC，成验，但任何成为材料生产规范一部分的SSC试验应成功地进行，并H批告结果。表 3GB/T 19830 或 API Sper:5CT油管和套管产品适用的环境条件钢级
J55/K55
NU1型
Nsi Q型
制造法
S或ERW
S或ERW
S或ERW
热处理
最高硬度要求
产品规范等级
2及以上等级
FPS[。-2.及以上等级
PSL：2及以1:等级
PSL-2 及以 I:等皱
PS[。-2 及以1:等级
'S[-2及以上等级
PSI. - 2 及以 1:等级
适而温度范制
在所有温使下
在所有温度下
在所有温度下
在所行温度下
在所有温度下
T95［型
Q125「型和2型*
制造法”
5或ERWh
热处理
：S无继工艺、FRW-电阻焊工艺.下中制造厂选择根据G13/T20972.2进行.表3（续）
最高硬股婴求
产品随等级
SY/T 6857,1—2012
适用温度范脚
FPS[.- 2 及以上等级
PSL.-2 及以上等级
[\SL. - 2 及以上等级
PSL2及以E:等级
在所有温度下
行全长E（N）、止火+回火（N8T）或痒火－火（QT），或者由制造」选择恨据G/T20572.2进行。
出州造！选择进行全长iF火（N)，正火+火（NT)。。1 型和 2 型是基于最大屈服强度 140ksi，化学成分为 Cr-Mo 的 Q&.T级。不接受嵌疑钢。给出的温度是就而告的最低元许工作温度.为C:-Mc：低合金，应谢足GB/T 20J972. 220018中13.2.1或B.2. 2的要求。F应通过5SC性能检验。1可接受的硫最大含世足 IIL1%，对下ERW管，应满足(GB/T 20972. 2--20U8 附录 A中关于焊接要求5.4.3订购表3所列出的油管和套管减闭于含H.S人然（介质接触T记环境，应进择GB/T1983)或APISpCc5CT所规进产品规范PSI.-2或更高等级，制造厂可以选摔提供较高的产品规范等级供货。
订购H40，J55，K55尤缝以及ERW油管、管产品成进行IIIC/SWC性能检验，试验程序和验收标准依据附录心进行。每个炉批成至少取一个样品进行检验：加厚油管或套节应取两个样品其中一个样品取门管休。一个样品取加厚区。如果行文件证明制造」已对H40。[55，K55 无管进行了HIC/SWC性能评价，并满足相关标准要求，购方可以决定不对其进行检验，5.4.4订购H4U。J55和K55的ERW油节、套管产品应进行S)HIC/SZ性能检验试验程序和验收标准侬据附录I进行。每个炉批应至少取·个样品进行检验，加厚油节或套管应取两个样品，其个样品取自管体。个样品取自加厚区，5. 5非 GB/T 19830或 API Spec 5CT产品选用5.5.1用户可根据不同并况服役条件选择非GB/T19830或APESpCC5CT规定的洲管和套产品，为保证所选用非GB/T 1983I或API Spec 5CT规定的油管和套管产品的基本质要求，在订购这些特殊用途洲管和套管时，应符合下而所陈述的-般性原则。5.5.2订购非G/T19830)或APISpec5CT规定的产品，H户应委托第方检验机构进行各项检验和全尺寸评价试验，
5.5.3选用非GR/T19830或APISPcc5CT规定的油管和套管产品、在规格和性能满定井况的间时，还应满足第6章质量控制要求。5.5.4订购非GB/T19830或APISpcc5CT规定的产品，需逆行基于现场试验和/或实验空评定，并符合下面所陈述的一般性原则：a）进行基于现场试验评延：材料冶金特征的描述和已获得经验的使用环境描述应符台第车竞的相关要求，并其有相关评价结果。提供的现场经验尘少经过持续两年时问验证，并且包括一个现场使用之后的设备全面检查的成功结果。预想的使用坏境苛刻程度不能超过提供的现场SY/T6857.1—2012
经验所处的坏境、
b）进行基于实验案试验评定所采用环境仪仪是近似扩现惕坏境，试验程序和方法分别授GR/I4157 或 NACE TM 0177、附录 C 或附录 D 进行,进行的实验室评价可以用于下述情况：评划管材在图1所示或超H图1所示坏境中抗SC的性能评价。在有其他限制的使旧环境下，进行抗SS性能评判示例：
在高于正常接受的H.S含量，低于正落所需的试验应力或收变极限温，或降低PlI值对，逃行金品材料的评判，
关于油节和套管抗 HIC，SOHIC或 SZC的评判，5.6非GB/I9253.2/APISpe:5B特殊蜡纹产品选用5.6.1H户可选择适用J-不同非说服役条件的非:GB/T9253.2/APISpec5B规定的特殊螺纹连接油管和查管：订购非GB/T525.3.2/AP1Spec.5B哟特殊螺纹接头油管和套管，除执行（G13/T198.30或AFISpCc5CT的有关技术条件外，还应按GB2267或APIRP5C5进行螺纹放密封面检验和全尺寸评价试验并满足订货补充技术条件。补充订货技术条件成明确提出抗粘扣、复合承载能力及密时性能的要求
5.6.2对」证购的油节和套管产品进行个尺寸评价试验时，评价方法成明确进行GB/T21267或APIRPC5试验或专项验证性试验。尤其在1卸扣成验中，试验方法应同叶明确按GB/T9253.2/API Spcc 5R和1 GB/T 21267 或 API RP 5C5的规是。6非GB/T1983% 或 AI1 Spec5CT油替和套管产品质量控制要求6.1总则
6.1.16.2~6.11所述要求是为了保证非GB/T19830或AP1Spec5CT规定的管和1您管产品在限延范围内其有抗特定形或开裂性能，从6.2~6. 8未叙技的条及内容均按GB/T 1483(1 或 AIISpcc5CT规定的PSI.-2或更高等级执行。6.1.2制造」应实施经验证、购方满意的足以保证产品符合本部分要求的工艺过程控制计划，并有记录，
6.1.3油管和套管在投人使用前，应过第三方机构的全面检测与评价。6.2制造工艺
6.2.1总则
6.2.1.1对于讨单[制定的钢级和类型的产品，应按照表4规定的程序进行热处理。6.2.1.2硬度超过22IIRC的高强度油管或套管接头不应是冷压成形6.2.1.3如果管广最冷压成形（公扎箍利/或母扣径），并H表面纤维最终的永久变形革大于5%、冷压成形区域应在最低595℃的温度下进行消除应力热处理6.2.2矫直
可进行冷旋转矫日，但矫直后虚在比规定最终回火湿度低引汇50℃的温度下进行应力消除处理，或在出口温度不超过低1规定的最终叫火温度165°的条件下热旋转矫直，\必要时。充许轻微压力矫直。
表4制造方法与热处理工艺
制造为法”
S或LRW
“维工艺，—电艺
热处理
SY/T6857.1—2012
地低巨火腔度
进行全长正火（)，正火·回灭（N&T或着辨火+国&T}，或者中制造！选择根据GB20972.22008附录A违行，
苯于最大州服强度14(lks1，化学成分为 Cr-Mo钢，不接破钙钢，1刘于ER研管，应满足GB/T20972.2—20308附录A关于烯接要求，由购行与制造」协商跪定。
6.2.3可追溯性
应按照GB/T198M)或APISpec5CT相关·条款进行。6.3产品化学成分
6.3.1不同钢级产品化学分应符合表5规是。经购方与供货方协商，也可交付表5规定以外的类型的管材成分，产品化学分析方法和复检要求应依据GB/T15830或APIe：5CT相关条款进行。6.3.2125ksi钢级及以上钢级油管和套管产品化学成分由购方与供货方协商确定，125ksi钢级油管利套管建议选择CrMo台金钢，
表 5管体和接箍化学成分要求
最大值或许可范（质盘分数）,%：0o. 35
10. -401--1. 20
. 15--1. 0
(. .--1. 21)
11. 25 -- 1. (30)
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