钢丝

本发明涉及钢丝。具体地但非排他性地讲，本发明涉及用于增强柔性管的钢丝。本发明还涉及用于制备钢丝的方法。

背景技术

传统上，柔性管用于将采出液诸如油和/或气和/或水从一个位置输送到另一个位置。柔性管具体地讲可用于将海底位置(其可以是深海)连接到海平面位置。柔性管通常形成为柔性管主体和一个或多个端部接头的组件。管主体通常形成为层状材料的组合，该层状材料的组合形成承压导管。管结构允许大的挠曲，而不会引起会在其寿命期间损害管的功能的弯曲应力。管主体通常被构建为包括金属层和聚合物层的组合结构。

非粘结柔性管可用于深水(小于3，300英尺(1，005.84米)和超深水(大于3，300英尺)环境。对于石油的需求日益增长导致在越来越大的深度进行勘探，其中环境因素变得越来越极端。例如，在此类深水环境和超深水环境中，洋底温度增加了输送流体冷却至可导致管堵塞的温度的风险。增加的深度还增加了与柔性管必须在其中操作的环境相关联的压力。

已知输送采出液诸如油和气通常导致柔性管的各个层经受相对酸性条件。这可被称为“酸性服务”。某些采出液的硫化氢(H

可能影响柔性管的性能和寿命的一个问题是管内一个或多个层的开裂。具体地讲，湿硫化氢开裂可由硫化氢的存在造成。这可在钢管暴露于湿硫化氢环境时发生。在湿H

可由H

先前已使用非金属夹杂物的严格控制作为改善钢丝抗裂性的方式。这包括采用各种清洁操作，以便限制钢内元素诸如硫和磷的存在。例如，可使用硫量非常低(例如，少于0.003重量％)的钢的制备。然而，将硫量限制到这样的程度增加了钢丝的制备成本，并且造成显著的加工困难。

在钢制备期间使用钙处理(或其他类似的夹杂物形状控制添加)也可用于控制夹杂物的形状。然而，钙(或类似)的添加可导致不期望的大而圆的夹杂物。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种钢丝，所述钢丝包含以下元素：

0.30-0.80重量％的碳，

0.25-0.45重量％的硅，

0.20-0.70重量％的锰，

0.008-0.020重量％的钛，

0.001-0.004重量％的锆；

其中所述钢丝的微观结构的至少50％包括足够小以在300X的放大倍率下不可分辨的结构。

根据本发明的另一个方面，提供了一种钢丝，所述钢丝包含以下元素：

0.30-0.80重量％的碳，

0.25-0.45重量％的硅，

0.20-0.70重量％的锰，

0.008-0.020重量％的钛，

0.001-0.004重量％的锆，

其中该钢包含少于30％的仿晶型铁素体，优选地少于15％的仿晶型铁素体。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备用于增强柔性管的钢丝的方法，所述方法包括由钢形成线材，所述钢包含以下元素：

0.30-0.80重量％的碳，

0.25-0.45重量％的硅，

0.20-0.70重量％的锰，

0.008-0.020重量％的钛，

0.001-0.004重量％的锆；以及

使所述线材经受至少一种热处理。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备柔性管的层的方法，所述方法包括提供如上详述的至少一根钢丝，以及围绕柔性管主体的下面层螺旋地卷绕所述至少一根钢丝。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种柔性管，所述柔性管包括柔性管主体，其中所述柔性管主体包括至少一个层，所述至少一个层包括上文定义的至少一根钢丝，并且还包括至少一个端部接头，所述端部接头处于柔性管的至少一个端部处。

附图说明

下文参考附图进一步描述本发明的实施方案，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方案的柔性管主体，其包括由钢丝形成的至少一个部件；

图2示出了如何能够将柔性管的部分用作流动管线205或跨接线206；

图3示出了根据本发明的实施方案的用于制备钢丝的多个示例性且非限制性工艺路线。

具体实施方式

在整个说明书中，将参考柔性管。应当理解，柔性管是管主体的一部分和一个或多个端部接头的组件，管主体的相应端部终止于所述一个或多个端部接头的每一个中。图1示出了如何由形成承压导管的层状材料的组合形成管主体100。尽管图1中示出了多个特定层，但应当理解，本发明广泛地适用于包括由多种可能的材料制成的两个或更多个层的同轴管主体结构。还应当注意，层厚度仅为了进行示意性的说明而示出。

如图1所示，管主体包括任选的最内侧胎体层101。胎体提供可用作最内层的互锁构造，以完全或部分地防止内部压力护套102由于管减压、外部压力以及拉伸铠装压力和机械断裂载荷而塌缩。应当理解，本发明的某些实施方案适用于“平滑孔”操作(即，不具有胎体)以及此类“粗糙孔”应用(具有胎体)。

内部压力护套102用作流体保持层并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。应当理解，该层本身可包括多个子层。应当理解，当使用任选的胎体层时，内部压力护套通常被本领域的技术人员称为阻挡层。在没有胎体的操作(平滑孔操作)中，内部压力护套可被称为衬里。

任选的压力铠装层103是增加柔性管对内部和外部压力以及机械断裂载荷的阻力的结构层，其具有接近90°的捻角。该层还在结构上支撑内部压力护套，并且通常由互锁构造组成。压力铠装层103可包括复合材料，所述复合材料包含聚合物基质和多根增强纤维。此类复合材料可任选地粘结到下面的内部压力护套层102。

柔性管主体还包括任选的第一拉伸铠装层105和任选的第二拉伸铠装层106。每个拉伸铠装层为具有通常介于10°和55°之间的捻角的结构层。每个层用于维持拉伸载荷和内部压力。在存在多于一个拉伸铠装层的情况下，拉伸铠装层通常成对地反向卷绕。

应当理解，柔性管主体还可包括另外的层。例如，柔性管主体可包含任选的带材层104，所述任选的带材层有助于包含下面层并且在某种程度上防止相邻层之间的磨损。柔性管主体通常还包括任选的绝缘层107和外部护套108，该外部护套包括用于保护管免受海水和其他外部环境的渗透、腐蚀、磨损和机械损坏的聚合物层。

每个柔性管包括至少一个部分(有时称为管主体100的区段或节段)，以及位于柔性管的至少一个端部处的端部接头。端部接头提供在柔性管主体与连接器之间形成过渡部的机械装置。例如，如图1所示的不同管层终止于端部接头中，使得在柔性管与连接器之间传递载荷。图2示出了如何能够将柔性管的部分用作流动管线205或跨接线206。

根据本发明的一个方面，提供了钢丝。钢丝可用于增强柔性管。例如，钢丝可用于形成柔性管的至少一个层。使用根据本发明的钢丝可增强柔性管对由例如硫化氢造成的环境降解的抗性。根据本发明的柔性管可具有改善的抗开裂性。

本发明人已发现，在钢丝中夹杂元素诸如钛和锆可提供改善的对硫化氢降解的抗性。具体地讲，在存在硫化氢的环境中，根据本发明的钢丝可具有改善的抗开裂性，诸如氢诱导的开裂和硫化物诱导的应力开裂。通过制备具有由根据本发明的钢丝形成的至少一个层的柔性管，可增加柔性管的可靠性。考虑到用于海底条件的柔性管需要能够在长时间内承受极端条件，管的可靠性非常重要。考虑到由所述钢丝形成的管层的改善的可靠性，根据本发明的钢丝的元素组成还可允许使用减小的柔性管厚度，并因此允许使用减小的重量。本文详述的元素组成还可允许制备在硫化氢的存在下使用的钢，而无需制造此类钢时通常所需的严格的清洁工序，诸如将硫含量保持在非常低的水平。

不受理论的束缚，据信根据本发明的钢丝的结构可使得能够减少、最小化或防止开裂过程诸如HIC和SSC。具体地讲，根据本发明的钢丝的结构可减少、最小化或防止钢内发生氢脆化过程。根据本发明的钢丝可具有微观结构，其中夹杂物的存在和/或尺寸受到控制。本发明人已发现，通过定制钢内某些元素的存在，可实现优化的微观结构。

通常存在于钢丝中的可促进裂纹传播的一种特征结构是晶界(仿晶型)铁素体，其主要在奥氏体晶界处形成为薄层。例如，已知HIC由位于铁素体晶界处的夹杂物引发。不受理论的束缚，据信由于铁素体和珠光体的机械特性的差异，可在铁素体晶界的区域中发生开裂。在位于铁素体-珠光体边界处的大渗碳体(碳化铁)颗粒附近存在微空隙也可有助于开裂过程，诸如HIC和SSC，因为氢可聚集在所述微空隙中。

在根据本发明的制备钢丝的方法中，通过微合金化形成夹杂物的细小分散体。这些夹杂物可用作针状铁素体的晶间成核点。因此，产生了较小部分的晶界铁素体，并且不沿钢内的晶界在连续层中形成晶界铁素体。此外，钢内的针状铁素体的失取向结构可有助于裂缝尖端偏转和终止。

根据本发明使用的钢具有特定微观结构。钢内的微观结构可包括选自层、薄片、板、针、微晶或其他此类晶粒的至少一种结构。例如，钢可包括珠光体微观结构的区域。这是由铁素体和渗碳体的交替层构成的层状结构。钢内珠光体的百分比量可为至少50％，优选地至少60％，例如至少75％。在一个示例中，钢内珠光体的百分比量可为至少90％。特定结构诸如珠光体的百分比量按照面积百分比来测量。面积百分比通过任何合适的方法测量，例如通过在显微镜下观察钢的横截面来测量。钢在足够高的放大倍率下测量，以使得钢内的至少一些结构可分辨。钢还可包括其他结构，例如针状铁素体、和/或马氏体、和/或贝氏体。钢可以少于15％，优选地少于10％，例如少于5％的百分比量包含仿晶型铁素体。钢可以少于50％，优选地少于30％，例如少于25％的百分比量包含仿晶型铁素体。钢中的仿晶型铁素体的量可取决于钢中存在的碳的量。在钢中包含较低百分比的碳的情况下，仿晶型铁素体的百分比可较高。钢可以少于50％，优选地少于30％，例如少于15％的百分比量包含马氏体和/或贝氏体。

钢的微观结构可使得当通过典型的光学或数字实验室显微镜(例如Olympus BX系列设备)观察时，钢中存在的结构的至少一部分不能在例如300X的放大倍率下被光学分辨。根据该定义，当在300X的放大倍率下观察时，某些结构例如珠光体是不可见的。可以在300X的放大倍率下单独区分的存在于钢中的较大结构的示例包括晶界铁素体、马氏体或贝氏体晶粒以及非金属夹杂物。在一个实施方案中，至少50％，优选地至少60％，例如至少75％的结构在300X的放大倍率下不能被光学分辨。

NACE标准是评估钢丝在硫化氢环境中的使用能力的方式。根据本发明的钢丝可成功通过NACE测试方法TM 0177，其涉及应力腐蚀开裂(即SSC)的影响，其中施加的应力为材料实际屈服强度的至少90％。除此之外或另选地，根据本发明的钢丝可通过NACE测试方法TM0284，其涉及在测试样品中在不存在应力的情况下由氢引起的开裂效应(即HIC)。有关酸性服务和测试方法的进一步指导可见于ISO 15156标准中。根据本发明的钢丝可在至少0.002巴，并且适宜地至少0.005巴，例如至少0.01巴或至少0.02巴的H

根据本发明的钢丝包含以下元素(按重量计)：0.30-0.80％的碳、0.25-0.45％的硅、0.20-0.70％的锰、0.008-0.020％的钛和0.001-0.004％的锆。钢的其余部分包含铁。其他元素可由于它们存在于矿石中或由于钢制备途径而被包含在铁内。例如，铜可以少量存在(＜0.20％，并且优选地少于0.10％)，然而锡应控制成少于0.04％。

钢中碳(C)的重量百分比介于0.30-0.80重量％之间，优选地介于0.45-0.75重量％之间，例如介于0.55-0.70重量％之间。在一个实施方案中，钢中碳的重量百分比介于0.60-0.65重量％之间。

钢中硅(Si)的重量百分比介于0.25-0.45重量％之间，优选地介于0.30-0.40重量％之间，例如介于0.32-0.38重量％之间。在一个实施方案中，钢中硅的重量百分比介于0.34-0.36重量％之间。

钢中锰(Mn)的重量百分比介于0.20-0.70重量％之间，优选地介于0.25-0.65重量％之间，例如介于0.30-0.60重量％之间。在一个实施方案中，钢中锰的重量百分比介于0.35-0.50重量％之间，例如介于0.40-0.55重量％之间。将锰的含量保持在0.70％重量以下可以是有利的，因为较高含量的锰的存在可导致不可取的效应诸如回火脆化，这可增加开裂的可能性。较高含量锰的存在也可导致微观结构的不可取带化。

钢中钛(Ti)的重量百分比介于0.008-0.020重量％之间，优选地介于0.010-0.018重量％之间，例如介于0.011-0.017重量％之间。在一个实施方案中，钢中钛的重量百分比介于0.012-0.016重量％之间，例如介于0.013-0.015重量％之间。在钢中夹杂钛是有利的，因为其可允许在钢内形成氧化钛(TiO

钢中锆(Zr)的重量百分比介于0.001-0.004重量％之间，优选地介于0.0015-0.0035重量％之间，例如介于0.002-0.003重量％之间。在一个实施方案中，钢中锆的重量百分比介于0.0022-0.0028重量％之间，例如介于0.0024-0.0026重量％之间。钢中锆的存在是有利的，因为锆可在熔体内形成亚微米氧化物夹杂物(例如ZrO

在钢中夹杂钛和锆可有利地提供非常高密度的非常细小的非金属夹杂物。虽然钛本身可提供TiO

钢可包括另外的元素。这些另外的元素可包含选自硫(S)、铝(Al)、磷(P)和氮(N)中的至少一种。例如，钢可包含多至0.012重量％的硫，优选地多至0.010重量％的硫，例如多至0.005重量％的硫。在一个实施方案中，钢可包含0.002-0.010重量％的硫，例如0.004-0.008重量％的硫。钢可包含多至0.020重量％的磷，优选地多至0.015重量％的磷，例如多至0.010重量％的磷。在一个实施方案中，钢可包含0.002-0.015重量％的磷，例如0.008-0.010重量％的磷。在钢中保持低百分比量的磷和/或硫可能是期望的。例如，限制磷和/或硫的量以便限制夹杂物或偏析的存在可能是有利的，所述夹杂物或偏析可对钢的强度具有不可取的影响，例如与氢脆化和疲劳行为有关。然而，可存在残余量的磷和/或硫中的一者或两者。

钢可包含多至0.035重量％的铝，优选地多至0.001重量％的铝，例如多至0.0002重量％的铝。将铝量保持在该含量下，因为铝可结合到可用氧。由于铝是比钛更强的氧化物形成元素，因此较高含量的铝可防止在钢中氧化钛夹杂物的形成。

钢可包含多至100ppm的氮，优选地多至50ppm的氮，例如多至30ppm的氮。例如，钢可包含多至0.005重量％，优选地0.001重量％，例如0.0005重量％的氮。通过将钢中的氮量保持在低含量下，可减少氮化物的形成。由于钛和锆均为强氮化物形成元素，因此可能期望保持钢中的氮含量以避免形成氮化物。具体地讲，初级氮化钛是较大且具有角的，并且可导致钢内的开裂和/或内部缺陷，并且还可在拉丝期间促进模具的磨损。在添加钛和锆之前和期间对氮浓度的控制可通过任何合适的方法来控制，例如通过真空脱气来控制。然而，可在固化之后形成的二次氮化钛较小(亚微米级)，这避免了与初级氮化钛相关的问题。由于并非所有钛都必须在TiO

钢还可包含另外的合金元素。这些另外的合金元素可选自铬、镍或钼中的至少一种。还可包含钨和/或钴。所述另外的合金元素的组合应当不超过共计0.40重量％，以便保持层状珠光体微观结构。优选地，另外的合金元素量不超过共计0.20重量％，例如不超过共计0.10重量％。这些另外的合金元素量可表示为份每一百万份(ppm)。

就所述另外的合金元素而言，钢可包含多至0.15重量％的铬(Cr)，优选地多至0.10重量％的铬，例如多至0.05重量％的铬。钢可包含多至0.15重量％的镍(Ni)，优选地多至0.10重量％的镍，例如多至0.05重量％的镍。钢可包含多至0.10重量％的钼(Mo)，优选地多至0.07重量％的钼，例如多至0.05重量％的钼。钢可包含多至0.15重量％的钨(W)，优选地多至0.10重量％的钨，例如多至0.05重量％的钨。钢可包含多至0.15重量％的钴，优选地多至0.10重量％的钴，例如0.05重量％的钴。钢可包含多至0.15重量％的钒(V)，优选地多至0.10重量％的钒，例如0.05重量％的钒。钢可包含多至200ppm的铌(Nb)，优选地多至150ppm的铌，例如100ppm的铌。钢可包含多至200ppm的氮，优选地多至100ppm的氮，例如50ppm的氮。

在本发明的一个实施方案中，钢丝包含以下元素：0.60-0.65％C、0.25-0.30％Si、0.4-0.7％Mn、0.001-0.003％Zr、以及0.01-0.02％Ti。钢丝可包含以下元素：0.60-0.65％C、0.25-0.30％Si、0.4-0.7％Mn、0.005-0.015％S、0.001-0.005％P、0.05-0.1％Cr、0.001-0.05％Al、0.001-0.003％Zr和0.01-0.02％Ti。钢丝组成的一个示例可包含大约量的以下元素，如所指出的那样：0.63％C、0.25％Si、0.65％Mn、0.008％S、0.003％P、0.07％Cr、0.030％Al、0.002％Zr、0.015％Ti、50ppm N、110ppm Nb。钢丝组合物的另一个实例可包含大约量的以下元素，如所指出的那样：0.60％C、0.28％Si、0.45％Mn、0.01％S、0.008％P、0.07％Cr、0.001％Al、0.08％Ni、0.002％Zr、0.015％Ti，以及少量V、Co和W。

钢丝可通过任何合适的方法制备。制备钢丝的方法可包括以下技术中的至少一种或多种：轧制(例如热轧和/或冷轧)、拉伸、加热、冷却、回火、淬火和奥氏体化。

为了制备本发明的钢丝，该方法优选地包括形成钢丝或使钢丝成形的至少一个步骤。钢丝可通过热丝轧制和/或冷丝轧制形成。在热丝轧制期间，钢可在升高的温度下轧制。通常，热丝轧制可在介于600℃和700℃之间执行，但这不是限制范围。在线材轧制期间，钢可首先在高温下轧制，诸如介于600℃和700℃之间，如在热轧工艺中。然后冷却钢，然后使其经受进一步加工步骤。在一个实施方案中，然后通过至少一个冷轧机机架在室温下将钢冷轧至最终尺寸。在另一个实施方案中，在通过至少一个冷轧机机架冷轧之后并且在通过至少另一个冷轧机机架冷轧之前，将钢退火。退火可通过将冷却的钢加热至介于约250℃和750℃之间的温度(根据钢组成选择)来进行。加热可通过使用加热炉来提供，线材的线圈被放置在所述加热炉中或者线材通过所述加热炉导热，或者通过使用行业中已知的电阻或感应方法来提供。将钢在所选退火温度下保持合适的时间段，该合适的时间段可由本领域的技术人员使用以下知识的组合来计算：横截面、期望的退火温度、线材的行进速度(如果线材穿过加热系统或位置是瞬态的-所谓的“即时”加热线材)以及退火后的期望特性。这可能需要将线材在退火温度下保持至少一分钟和多至数小时。然后在重新开始冷轧之前，在数小时的时间段内(例如，介于1小时和48小时之间)使退火钢冷却。钢丝可通过至少一种热轧工艺、至少一种冷轧工艺或热轧和冷轧的组合来形成。在一个示例中，钢丝可通过热轧，之后进行冷轧来形成。

钢丝也可通过拉伸工艺形成或成形。在一个实施方案中，通过使钢丝穿过模具以减小其横截面来制备钢丝。初始钢丝可具有比模具更大的横截面或直径。因此，在穿过模具时，钢丝的横截面减小，并且钢丝的长度增大。在一个实施方案中，可采用一个或多个拉伸步骤。优选地，可采用多个拉伸步骤。在使用多个拉伸步骤的情况下，每个连续模具的横截面优选地减小，使得线材随着每个拉伸步骤变得越来越小。拉伸可在室温下执行(考虑到由于在线材上执行工作以及钢和线材拉伸模具之间的摩擦而导致的线材加热)。上文详述的轧制步骤中的任一个之后可为一个或多个拉伸步骤。

制备钢丝的方法可包括至少一种热处理。钢丝的热处理可在实现钢丝的最终尺寸之前和/或之后执行。在根据本发明的方法中，热处理可在150℃至1200℃，优选地300℃至1000℃，例如500℃至800℃的温度下执行。一旦达到期望的温度，热处理就可包括将线材保持在该温度下并持续介于10秒和12小时之间，优选地介于10分钟和7小时之间，例如介于1小时和5小时之间的时间段。

在一个实施方案中，可在冷却步骤之前加热钢丝。该热处理可涉及将线材加热至介于300℃和1100℃之间，优选地介于500℃和1000℃之间，例如介于600℃和900℃之间的温度。一旦达到期望的温度，热处理就可包括将线材保持在该期望的温度下并持续介于5秒和12小时之间，优选地介于10分钟和7小时之间，例如介于1小时和5小时之间的时间段。

在每次热处理之后，然后可通过任何合适的方法冷却钢丝。例如，可采用任何合适的淬火剂。淬火剂的示例包括油、聚合物或水。可将线材引入所述淬火剂中的一者或多者的浴中。在一个实施方案中，可使用水级联将线材引入水淬系统中。另选地，可允许线材在空气中冷却。当使用水浴或水喷雾将线材淬火时，通常在小于5秒的时间内将线材冷却至低于150℃。如果以这种方式淬火，则通常随后在介于150℃至600℃之间，优选地介于350℃和550℃之间，例如介于400℃和500℃之间的温度下对钢丝进行回火以增加钢丝的延展性。可控制冷却，使得温度在几分钟或几小时内降低。应当理解，该方法中使用的任一个加热步骤之后可进行冷却步骤。

可在达到钢的最终尺寸之前执行一种或多种热处理。另选地或除此之外，可在已实现最终线材尺寸之后对钢丝进行一种或多种热处理。在已实现最终线材尺寸之后的一种或多种热处理可在介于100℃和800℃之间，优选地介于200℃和700℃之间，例如介于200℃和550℃之间的温度下执行，并持续介于5秒和20分钟之间的时间段以用于即时加热线材。

根据本发明的热处理可为铅淬火步骤。在铅淬火期间，可例如在加热炉或浴中将钢丝加热至高温。可将钢丝加热至介于300℃和1100℃之间，优选地介于500℃和1000℃之间，例如介于600℃和900℃之间的温度。在一个示例中，铅淬火的加热阶段在850℃至1000℃的温度下执行。铅淬火的冷却阶段可为例如等温冷却过程。例如，加热之后可以在合适的温度(例如，400℃至600℃，例如500℃)下在浴(例如，熔融铅浴或熔融盐浴)中将线材淬火。另选地或除此之外，可允许线材在空气中冷却。在一个实施方案中，淬火通过将线材浸入在介于300℃和700℃之间，优选地介于400℃和600℃之间，例如介于450℃和550℃之间的温度下的浴中执行，之后在水或空气中冷却线材。

用于制备钢丝的方法可包括至少一种回火处理。回火处理可包括将线材加热至介于150℃至600℃之间，优选地介于350℃和550℃之间，例如介于400℃和500℃之间的温度。一旦达到期望的温度，回火处理就可包括将线材在该温度下保持介于10秒和10小时之间，优选地介于10分钟和5小时之间，例如介于1小时和3小时之间的时间段。回火可例如在浴(例如熔融盐浴)中、在加热炉中执行，或者使用电阻加热或感应加热执行。至少一种回火处理可在制备钢丝的方法中涉及的热处理中的任一者之前或之后进行。

在根据本发明的钢丝的制备中，可采用成形步骤和热处理步骤的任何组合。例如，形成线材的步骤(例如，拉伸、成形或轧制)之后可进行加热步骤。在一个实施方案中，采用多个成形和加热步骤。例如，成形和热处理步骤之后可进行另外的成形和另外的热处理步骤。可以这种方式组合任何数量的成形和热处理步骤，直到实现期望的线材尺寸。另选地，钢丝的最终尺寸可通过诸如拉伸或成形轧制的工艺来实现，之后可执行至少一种热处理。

图3a示出了一种示例性工艺流程，其中线材棒被铅淬火(被加热并淬火到铅的熔融浴中)，随后通过多个阶段进行冷轧，在冷轧阶段之间具有退火热处理，并最终进行应力消除热处理。图3b示出了另一种示例性工艺流程，其中将线材棒加热，然后热轧，之后进行冷却；然后将线材冷轧，最后使用热处理操作进行应力消除。图3c示出了另一种示例性工艺路线，其中将线材棒加热，然后在熔融铅浴中淬火(铅淬火)，之后进行冷轧，然后将线材淬火并回火。应当理解，图3a至图3c中的工艺路线不是限制性的，并且可采用上述工艺的任何合适的组合。

根据本发明形成的钢丝可具有任何合适的宽度、厚度或直径。钢丝可具有介于2mm至25mm之间，优选地介于4mm至20mm之间，例如8mm至15mm的厚度。钢丝可具有介于约5mm至30mm之间，优选地介于10mm至25mm之间，例如介于15mm至18mm之间的宽度。就本文提供的厚度和直径而言，这些与线材的外部尺寸相关。应当理解，钢丝可具有任何合适的横截面。例如，线材可具有Z形、C形、U形或T形横截面。这些横截面可使得线材能够在卷绕期间装配在一起以在相邻卷绕部之间提供重叠。另选地，钢丝可具有矩形或平坦形状。线材的边缘可以是圆形的。

根据本发明的钢丝可用于形成管(具体地讲用于输送采出液诸如油和气的柔性管)的任何合适层，如可从美国石油学会无粘结柔性管规范API 17J(American PetroleumInstitute specification for Unbonded Flexible Pipe API 17J)中理解的。根据本发明的一个方面，提供了柔性管，所述柔性管包括柔性管主体和至少一个端部接头，其中该柔性管主体包括如上详述的至少一根钢丝，所述至少一个端部接头处于该柔性管的至少一个端部处。所述至少一根钢丝可被构造成承受拉伸载荷和来自内部压力和外部压力的载荷中的至少一者。

在一个实施方案中，柔性管可用于采出液的海底运输。例如，钢丝可用于形成柔性管的压力铠装层或拉伸铠装层。钢丝也可用于形成胎体层。在一个实施方案中，柔性管可包括使用根据本发明的线材形成的至少一个层。为了形成柔性管层，可螺旋地卷绕钢丝以便形成连续层。

钢丝可用于形成拉伸铠装层。至少一根钢丝可以与柔性管的轴线成介于20度和55度之间的螺旋角螺旋卷绕在柔性管主体的下面层周围。下面层可为胎体层、内部护套或衬里、或压力铠装层。另选地，下面层可以是另外的拉伸铠装层。在一个实施方案中，使用两根线材。用于形成拉伸铠装层的钢丝可具有介于5mm至18mm之间，优选地介于8mm和15mm之间，例如10mm至12mm的宽度。在一个实施方案中，钢丝的宽度可选自5mm、5

钢丝可用于形成压力铠装层。至少一根钢丝可以接近90度的螺旋角螺旋卷绕在柔性管主体的下面层周围。下面层可为胎体层、内部护套或衬里、或拉伸铠装层。另选地，下面层可以为另外的压力铠装层。一根或多根钢丝可具有使得钢丝能够互锁和/或重叠的横截面。例如，钢丝可具有Z形或C形横截面。用于形成压力铠装层的钢丝可具有介于10mm至30mm之间，优选地15mm至25mm之间，例如20mm的宽度。在一个实施方案中，钢丝的宽度可选自10mm、10

另选地，钢丝可用于形成胎体层。为了形成胎体层，至少一根钢丝或耐腐蚀合金丝可以接近90度的角度螺旋卷绕，或者可包括相邻的、连接的环形环元件。一根或多根钢丝或环元件可具有使得它们能够与相邻卷绕元件或环元件互锁和/或重叠的横截面。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，相对于上述实施方案中的任一个所描述的特征结构可在不同实施方案之间互换应用。上述实施方案是用于示出本发明的各种特征结构的示例。

在本说明书的整个具体实施方式和权利要求书中，词语“包含”和“含有”以及它们的变型意指“包括但不限于”，并且它们并非旨在(并且不)排除其他部分、添加剂、部件、整体或步骤。在本说明书的整个具体实施方式和权利要求书中，除非上下文另有要求，否则单数涵盖复数。具体地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书应理解为考虑了复数和单数。

结合本发明的特定方面、实施方案或示例描述的特征结构、整体、特性、化合物、化学部分或基团应被理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施方案或示例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、说明书摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合来组合，除了此类特征和/或步骤中的至少一些是互相排斥的组合。本发明不限于任何前述实施方案的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求、说明书摘要和附图)中公开的特征结构的任何新颖的特征结构或任何新颖的组合，或延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的步骤或任何新颖的组合。

读者的注意力涉及与本说明书同时或在本说明书之前结合本专利申请提交的并且公开了对本说明书的公共检查的所有论文和文档，并且所有这些论文和文档的内容以引用方式并入本文。