超級13Cr油管的生產(chǎn)方法

　　【專利摘要】本發(fā)明涉及超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，該方法先對超級13Cr油管管坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為不高于計算溫度，然后進(jìn)行穿孔、軋制、矯直，得到超級13Cr油管；其中，所述計算溫度按照下述公式計算得到：1106℃+12.9×(9.6?Cr?3.9Mo?6.1Si?10.8V+40.1C+30.2N+1.9Mn+4.1Ni)，計算溫度的單位為℃，各元素為管坯成分中相應(yīng)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100。本發(fā)明方法工藝簡單，對超級13Cr油管進(jìn)行穿孔熱軋后，確保超級13Cr油管金相組織中含有的δ鐵素體不超過5％，提高了成品率，不僅能夠大大減少熱軋缺陷，而且還提高了超級13Cr油管的沖擊韌性和抗腐蝕性能，為超級13Cr油管的生產(chǎn)提供了一種新的選擇。

　　【專利說明】

　　超級13Cr油管的生產(chǎn)方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　[0001 ]本發(fā)明涉及超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002] 超級13Cr是馬氏體鋼的一種，與普通馬氏體不銹鋼相比，超級13Cr的碳含量大幅 度降低。通過降低碳含量(最高含碳量為0.03 % )，增加鎳(4.5-5.5 % )和鉬（1.5-2.5 % )的 含量，不僅可以提高超級13Cr的強度和硬度，而且改善了超級13Cr的韌性。此外，超級13Cr 還克服了傳統(tǒng)馬氏體在焊接過程中的應(yīng)力裂紋敏感性以及可焊性差等缺點，因此超級13Cr 也叫做超級馬氏體不銹鋼或軟馬氏體不銹鋼。

　　[0003] 超級13Cr具有以下特點：其低溫耐腐蝕性與鎳基合金相當(dāng)，可以耐C02、H2S的腐蝕； 強度高于雙相鋼;壁厚相對薄;生產(chǎn)及使用成本低。由于超級13Cr的諸多優(yōu)點，油氣開采領(lǐng) 域中80%的不銹鋼均使用超級13Cr。其中，超級13Cr油管用于富含C0 2腐蝕氣體的油氣井開 米。

　　[0004] 超級13Cr油管一般采用的生產(chǎn)工藝流程為:鍛造圓管坯4環(huán)形爐加熱4斜乳穿孔 -連管機乳管-張減-矯直-檢查、包裝。超級13Cr油管熱加工變形抗力大，如果管坯加熱 溫度過低，則因穿孔負(fù)荷太高而無法生產(chǎn);管坯加熱溫度過高，在穿孔熱乳時超級13Cr油管 金相組織中極易產(chǎn)生S鐵素體，一旦熱乳生成S鐵素體，在隨后的熱處理工序中無法消除。如 果超級13Cr油管金相組織中含有的δ鐵素體超過5%，會明顯提高超級13Cr油管的韌脆轉(zhuǎn)變 溫度、降低沖擊韌性、削弱材料的抗腐蝕性能，而且，熱變形時因 S鐵素體與奧氏體變形不同 而導(dǎo)致油管裂紋和缺陷。

　　[0005] 專利102172626A公開了一種(p48-89mm超級13Cr油管的熱乳生產(chǎn)方法，包括以下 步驟:管坯選型與定尺;環(huán)形爐裝料及加熱;連乳;再加熱爐加熱與張力減徑;最終產(chǎn)品所達(dá) 到的性能指標(biāo)。其中，環(huán)形爐加熱采用六區(qū)溫度加熱控制，加熱燃料使用天然氣，通過環(huán)形 爐控制臺，設(shè)定環(huán)形爐溫度:一區(qū)設(shè)定不點燃、二區(qū)溫度1040-1080 °C、三區(qū)溫度1120-1150 °C、四區(qū)溫度1180-1200°C、五區(qū)溫度1220-1260°C、六區(qū)溫度1220-1280°C，管坯在環(huán)形爐六 個區(qū)的加熱總時間為2.5-3.5小時，管坯出爐溫度控制在1220-1280°C。該方法環(huán)形爐加熱 控溫方法復(fù)雜，增加了生產(chǎn)的工藝難度;且加熱溫度統(tǒng)一，由于超級13Cr管坯每爐的化學(xué)成 分有波動，無法確保所有的超級13Cr油管金相組織中含有的δ鐵素體均不超過5%。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，確保穿孔熱乳后超級 13Cr油管金相組織中含有的δ鐵素體不超過5%。

　　[0007] 本發(fā)明超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:對超級13Cr油管管坯進(jìn)行加熱， 加熱溫度為計算溫度以下20 °C~計算溫度，然后進(jìn)行穿孔、乳制、矯直，得到超級13Cr油管； 其中，所述計算溫度按照下述公式計算得到：1106+12.9 X (9.6-Cr-3.9M〇-6 . ISi-lO . 8V+ 40.1C+30.2N+1.9Mn+4.1Ni)，計算溫度的單位為。C，Cr為管坯成分中鉻的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100， Mo為管還成分中鉬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, Si為管還成分中娃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, V為管還成分 中釩的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，C為管坯成分中碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，N為管坯成分中氮的質(zhì)量百 分?jǐn)?shù)*100，Mn為管坯成分中錳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，Ni為管坯成分中鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100。

　　[0008] 所述加熱溫度優(yōu)選為計算溫度。

　　[0009] 所述加熱時間優(yōu)選2 6.5小時。

　　[0010] 本發(fā)明根據(jù)理論計算、實驗研究、生產(chǎn)現(xiàn)場驗證，提出了計算超級13Cr油管管坯加 熱溫度的方法。因為超級13Cr管坯每爐的成分有波動，因此，需要將每爐成分帶入計算公 式，計算出相應(yīng)的加熱溫度，以根據(jù)爐號調(diào)質(zhì)管坯的加熱溫度，確保穿孔熱乳后超級13Cr油 管金相組織中含有的S鐵素體不超過5%，所制得的超級13Cr油管屈服強度850~890MPa、抗 拉強度2 920MPa、延伸率21~24%、硬度26~29HRC。

　　[0011] 本發(fā)明方法工藝簡單，通過嚴(yán)格控制加熱溫度，制備得到了 δ鐵素體不超過5 %的 超級13Cr油管，提高了成品率，不僅能夠大大減少熱乳缺陷，而且還提高了超級13Cr油管的 沖擊韌性和抗腐蝕性能，為超級13Cr油管的生產(chǎn)提供了一種新的選擇。

　　【附圖說明】

　　[0012] 圖1為實施例1所得的超級13Cr油管的金相組織(500X)。

　　[0013] 圖2為實施例2所得的超級13Cr油管的金相組織(500X)。

　　[0014] 圖3為實施例3所得的超級13Cr油管的金相組織(500X)。

　　【具體實施方式】

　　[0015] 本發(fā)明超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:對超級13Cr油管管坯進(jìn)行加熱， 加熱溫度為計算溫度以下20 °C~計算溫度，然后進(jìn)行穿孔、乳制、矯直，得到超級13Cr油管； 其中，所述計算溫度按照下述公式計算得到：1106+12.9 X (9.6-Cr-3.9M〇-6 . ISi-lO . 8V+ 40.1C+30.2N+1.9Mn+4.1Ni)，計算溫度的單位為。C，Cr為管坯成分中鉻的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100， Mo為管還成分中鉬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, Si為管還成分中娃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, V為管還成分 中釩的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，C為管坯成分中碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，N為管坯成分中氮的質(zhì)量百 分?jǐn)?shù)*100，Mn為管坯成分中錳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，Ni為管坯成分中鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100。

　　[0016] 進(jìn)一步的，為提到成品率，減少熱乳缺陷，所述加熱溫度優(yōu)選為計算溫度。

　　[0017] 所述加熱時間優(yōu)選2 6.5小時。

　　[0018] 本發(fā)明方法中的穿孔、乳制、矯直等步驟均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。

　　[0019] 本發(fā)明根據(jù)理論計算、實驗研究、生產(chǎn)現(xiàn)場驗證，提出了計算超級13Cr油管管坯加 熱溫度的方法。因為超級13Cr管坯每爐的成分有波動，因此，需要將每爐成分帶入計算公 式，計算出相應(yīng)的加熱溫度，以根據(jù)爐號調(diào)質(zhì)管坯的加熱溫度，確保穿孔熱乳后超級13Cr油 管金相組織中含有的S鐵素體不超過5%，所制得的超級13Cr油管屈服強度850~890MPa、抗 拉強度2 920MPa、延伸率21~24%、硬度26~29HRC。

　　[0020] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實施例范圍之中。

　　[0021] 實施例1 88.9*6.45規(guī)格超級13Cr油管的生產(chǎn)

　　[0022]本實施例超級13Cr油管的采用的生產(chǎn)工藝流程為：鍛造 Φ200的圓坯-環(huán)形爐加 熱4斜乳穿孔-PQF連管機乳管4張減4矯直4檢查、包裝。

　　[0023] 表1實施例1所示超級13Cr油管的化學(xué)成分(wt%)及計算溫度

　　[0024]

　　[0025] 本實施例超級13Cr油管的化學(xué)成分如表1所示。其中，環(huán)形爐的均熱段爐溫為計算 溫度 1106°C+12.9

　　[0026] (9·6-12·6-3·9*2·28-6·1*0·25-10·8*0·05+40·1*0·02+30·2*0·014+1·9*0·32+ 4.1*5.32) = 1231°C，穿孔為Φ 226 X 16的毛管，熱乳成Φ 180 X 6的荒管;經(jīng)三輥張力減徑機 張減成Φ 88.9*6.45規(guī)格的成品鋼管，其成品率為97%。

　　[0027] 本實施例所制得的超級13Cr油管屈服強度850~890MPa、抗拉強度2 920MPa、延伸 率21~24%、硬度26~29HRC。

　　[0028]本實施例所制得的超級13Cr油管的金相組織如圖1所示，組織中含有的δ鐵素體約 0.5 ~1%〇

　　[0029] 實施例2 88.9*6.45規(guī)格超級13Cr油管的生產(chǎn)

　　[0030]本實施例超級13Cr油管的采用的生產(chǎn)工藝流程為：鍛造 Φ200的圓坯-環(huán)形爐加 熱-斜乳穿孔-PQF連管機乳管-張減-矯直-檢查、包裝。

　　[0031 ]表2實施例2所示超級13Cr油管的化學(xué)成分(wt% )及計算溫度

　　[0032]

　　12345678 本實施例超級13Cr油管的化學(xué)成分如表2所示。其中，環(huán)形爐的均熱段爐溫為計算 溫度 1106Γ+12 · 9(9 · 6-12 · 53-3 · 9*2 · 21-6 · 1*0 · 22-10 · 8*0 · 06+40 · 1*0 · 01+30 · 2*0 · 013+ 1.9*0.29+4.1*5.42) = 1235°C，穿孔為Φ 226 X 16的毛管，熱乳成Φ 180 X 6的荒管；經(jīng)三輥 張力減徑機張減成Φ 88.9*6.45規(guī)格的成品鋼管，其成品率為97%。 2

　　[0034] 本實施例所制得的超級13Cr油管屈服強度850~890MPa、抗拉強度2 920MPa、延伸 率21~24%、硬度26~29HRC。 3

　　[0035]本實施例所制得的超級13Cr油管的金相組織如圖2所示，組織中含有的δ鐵素體約 2 ~3%〇 4

　　[0036] 實施例3 177.8*10.36規(guī)格超級13Cr油管的生產(chǎn) 5

　　[0037]本實施例超級13Cr油管的采用的生產(chǎn)工藝流程為：鍛造 Φ200的圓坯-環(huán)形爐加 熱-斜乳穿孔-PQF連管機乳管-張減-矯直-檢查、包裝。 6 表3實施例3所示超級13Cr油管的化學(xué)成分(wt% )及計算溫度 7

　　8 本實施例超級13Cr油管的化學(xué)成分如表3所示。其中，環(huán)形爐的均熱段爐溫為計算 溫度 1106Γ + 12· 9(9.6-12.6-3.9*2.22-6.1*0.19-10.8*0.06+40.1*0.02+30.2*0.015+ 1.9*0.34+4.1*5.32) = 1238°C，穿孔為Φ 226 X 17的毛管，熱乳成Φ 182 X 10的荒管;經(jīng)三輥 張力減徑機張減成Φ 177.8*10.36規(guī)格的成品鋼管，其成品率為97%。

　　[0041 ] 本實施例所制得的超級13Cr油管屈服強度850~890MPa、抗拉強度2 920MPa、延伸 率21~24%、硬度26~29HRC。

　　[0042] 本實施例所制得的超級13Cr油管的金相組織如圖3所示，組織中含有的δ鐵素體約 1% ~2%〇

　　[0043] 可見，采用本發(fā)明的加熱方法后，能夠解決了現(xiàn)有技術(shù)中超級13Cr油管金相組織 的δ鐵素體含量容易超標(biāo)和成品率低的問題。

　　【主權(quán)項】

　　1. 超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟:對超級13Cr油管管坯進(jìn)行加 熱，加熱溫度為計算溫度以下20 °C~計算溫度，然后進(jìn)行穿孔、乳制、矯直，得到超級13Cr油 管;其中，所述計算溫度按照下述公式計算得到：1106+12.9 X (9.6-Cr-3.9M〇-6. ISi-lO. 8V +40.1C+30.2N+1.9Mn+4. INi)，計算溫度的單位為。C，Cr為管坯成分中鉻的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)* 100，Mo為管還成分中鉬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, Si為管還成分中娃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, V為管還 成分中銀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, C為管還成分中碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100, N為管還成分中氮的質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)*100，Μη為管還成分中猛的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)*100，Ni為管還成分中鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)* 100〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述加熱溫度為計算 溫度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超級13Cr油管的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述加熱時間2 6.5小時。

　　【文檔編號】B21B19/10GK105855293SQ201610208240

　　【公開日】2016年8月17日

　　【申請日】2016年4月5日

　　【發(fā)明人】黃英, 宋令璽, 楊旭, 曾理, 江建, 李方應(yīng)

　　【申請人】攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司