一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及异型钢管【技术领域】，尤其是一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法；化学成分按重量百分比如下：碳0.18％-0.28％、硅0.12％-0.26％、锰0.8％-1.5％、铬0.95％-1.2％、钼0.62％-0.78％、钛0.01％-0.02％、磷0.008％-0.012％、硫0.002％-0.004％、铼0.06％-0.18％、氮0.002％-0.004％、铝0.02％-0.05％、稀土0.2％-0.5％，镍+钒+铌0.1％-0.28％，其余为铁。本发明的耐硫化氢腐蚀的异型钢管成本低、具有良好的组织稳定性、冷热加工性。
【专利说明】一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及异型钢管【技术领域】，尤其是一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 异型钢管是一种具有中空截面的长条钢材，广泛用于汽车、火车、飞机、轮船以及 航天发射器等构造部件、机械零部件、石油化工、地质钻探、纺织机械、无线电通讯、医疗卫 生、竣工等各个领域。
[0003] 油井管的H2S应力腐蚀问题是近年来国内、外许多油田面临的一大课题，从油井管 材料的角度看，普通的油井管显然不能满足实际使用要求，尤其是我国的四川油田和长庆 等油田的某些区域以及美国、加拿大一些油田，由于地质结构中蕴含有大量的硫化氢气体。 这种气体水溶液呈酸性并且具有一定的腐蚀性，尤其是在具有高温以及腐蚀性气体含量较 高的条件下腐蚀性更强。硫化氢气体的存在不仅产生全面腐蚀，还会产生氢致开裂和应力 腐蚀开裂，在C02和C1-的环境下更加剧局部腐蚀，从而降低了材料的使用寿命，产生了巨 大的经济损失。
[0004] 目前所用的低合金钢在H2S腐蚀性能方面均难达到良好的使用性能，一般低合金 Cr、Mo钢虽然具有一定的耐腐蚀性能，但钢中Cr、Mo所导致的脆硬倾向使其冷弯和焊接性 能较差。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的异型钢管耐H2S腐蚀性能差、冷弯 和焊接性能差的技术不足，提供一种耐H2S腐蚀性能优良、冷弯和焊接性能好的耐硫化氢腐 蚀的异型钢管及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007] -种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0. 18% -0. 28%、 硅 0· 12 % -0· 26 %、锰 0· 8 % -1. 5 %、铬 0· 95 % -1. 2 %、钥 0· 62 % -0· 78 %、钛 0· 01 % -0· 02 %、磷 0· 008 % -0· 012 %、硫 0· 002 % -0· 004 %、铼 0· 06 % -0· 18 %、氮 0· 002% -0· 004%、铝 0· 02% -0· 05%、稀土 0· 2% -0· 5%，镍 + 钒 + 铌 0· 1% -0· 28%，其余 为铁。
[0008] 进一步的，所述稀土为稀土元素镧。
[0009] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行980-1020°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进 行900-950°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直 处理加720-870°C的去应力处理。
[0010] 进一步的，所述冶炼和浇铸的温度为1580-1620°c，所述锻制管坯的温度为 1300-1350°C，所述轧管的开始温度为1100-1180°C、终轧温度为990-1000°C，所述钢管冷 却采用空冷。
[0011] 进一步的，所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0012] 进一步的，化学成分按重量百分比如下：碳0. 25%、硅0. 2%、锰1. 2%、铬1. 1%、 钥 0· 7%、钛 0· 02%、磷 0· 01%、硫 0· 003%、铼 0· 12%、氮 0· 003%、铝 0· 03%、稀土 0· 3%， 镍+钒+铌0. 2%，其余为铁。
[0013] 采用本发明的技术方案的有益效果是：
[0014] (1)本发明的耐硫化氢腐蚀的异型钢管成本低、具有良好的组织稳定性、冷热加工 性；产品的残余应力仅为屈服强度的9%，屈服强度达到760MPa，硬度仅为26. 3HRC ;
[0015] (2)产品具有优良的耐硫化氢应力腐蚀性能，按NACE TM0177A法测定的耐硫化氢 应力腐蚀门槛值达到钢管实际屈服强度的90%。
[0016] (3)本发明的制备方法，生产工艺简单，成本低，具有良好的经济效益，适合大规模 工业化生产。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0018] 实施例1
[0019] 一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0. 18%、硅 0.12%、锰0.8%、铬0.95%、钥0.62%、钛0.01%、磷 0.008%、硫 0.002%、铼0.06%、氮 0. 002%、铝0. 02%、稀土 0. 2%，镍+钒+铌0. 1%，其余为铁。其中所述稀土为稀土元素 镧。
[0020] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行980°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进行 900°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加 720°C的去应力处理。所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0021] 其中，所述冶炼和浇铸的温度为1580°C，所述锻制管坯的温度为1300°C，所述轧 管的开始温度为1KKTC、终轧温度为990°C，所述钢管冷却采用空冷。
[0022] 实施例2
[0023] -种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.25 %、硅 0· 2 %、锰 1. 2 %、铬 1. 1 %、钥 0· 7 %、钛 0· 02 %、磷 0· 01 %、硫 0· 003 %、铼 0· 12 %、氮 0. 003%、铝0. 03%、稀土 0. 3%，镍+钒+铌0. 2%，其余为铁。
[0024] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行l〇〇〇°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进行 920°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加 800°C的去应力处理。所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0025] 其中，所述冶炼和浇铸的温度为1600°C，所述锻制管坯的温度为1320°C，所述轧 管的开始温度为1150°C、终轧温度为990-1000°C，所述钢管冷却采用空冷。
[0026] 实施例3
[0027] -种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.28 %、硅 0.26%、锰1.5%、铬1.2%、钥0.78%、钛0.02%、磷0.012%、硫 0.004%、铼0.18%、氮 0. 004%、铝0. 05%、稀土 0. 5%，镍+钒+铌0. 28%，其余为铁。其中所述稀土为稀土元素 镧。
[0028] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行1020°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进行 950°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加 870°C的去应力处理。所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0029] 其中，所述冶炼和浇铸的温度为1620°C，所述锻制管坯的温度为1350°C，所述轧 管的开始温度为1180°C、终轧温度为990-1000°C，所述钢管冷却采用空冷。
[0030] 实施例4
[0031] 一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.2 %、硅 0.24%、锰1.1%、铬1.1%、钥0.72%、钛0.015%、磷 0.009%、硫 0.0025%、铼0.11%、氮 0. 0025%、铝0. 04%、稀土 0. 3%，镍+钒+铌0. 17%，其余为铁。其中所述稀土为稀土元素 镧。
[0032] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行980°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进行 900°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加 720°C的去应力处理。所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0033] 其中，所述冶炼和浇铸的温度为1580°C，所述锻制管坯的温度为1300°C，所述轧 管的开始温度为1KKTC、终轧温度为990°C，所述钢管冷却采用空冷。
[0034] 实施例5
[0035] -种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.25 %、硅 0.2%、锰1.3%、铬0.98%、钥0.72%、钛0.015%、磷0.009%、硫 0.0025%、铼0.11%、氮 0. 0025%、铝0. 04%、稀土 0. 3%，镍+钒+铌0. 17%，其余为铁。其中所述稀土为稀土元素 镧。
[0036] 制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、 钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：（1)将热轧 钢管进行980°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C以下，（2)对第一淬火后的钢管进行 900°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加 720°C的去应力处理。所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
[0037] 其中，所述冶炼和浇铸的温度为1580°C，所述锻制管坯的温度为1300°C，所述轧 管的开始温度为1KKTC、终轧温度为990°C，所述钢管冷却采用空冷。
[0038] 实施例2为最佳实施例。
[0039] 尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方 案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所
【权利要求】
1. 一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，其特征在于化学成分按重量百分比如下：碳 0· 18%-0· 28%、硅 0· 12%-0· 26%、锰 0· 8%-1· 5%、铬0· 95%-1· 2%、钥 0· 62%-0· 78%、 钛 0· 01 % -0· 02 %、磷 0· 008 % -0· 012 %、硫 0· 002 % -0· 004 %、铼 0· 06 % -0· 18 %、氮 0· 002% -0· 004%、铝 0· 02% -0· 05%、稀土 0· 2% -0· 5%，镍 + 钒 + 铌 0· 1% -0· 28%，其余 为铁。
2. 根据权利要求1所述的一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，其特征在于，所述稀土为稀 土元素镧。
3. 制备如权利要求1或2所述的一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、 钢包精炼、钢锭浇铸、钢锭精整、锻制管坯、乳管、冷却、热处理、热喷涂步骤，其特征在于，所 述热处理分三步进行：（1)将热轧钢管进行980-1020°C的奥氏体化处理，出炉淬火至180°C 以下，（2)对第一淬火后的钢管进行900-950°C二次保温处理，淬火至180°C以下；（3)对调 质后的钢管进行350-400°C的矫直处理加720-870°C的去应力处理。
4. 根据权利要求3所述的制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，其特征在于：所 述冶炼和浇铸的温度为1580-1620°C，所述锻制管坯的温度为1300-1350°C，所述轧管的开 始温度为1100-11801：、终轧温度为990-10001：，所述钢管冷却采用空冷。
5. 根据权利要求3所述的制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，其特征在于：所 述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。
6. 根据权利要求1所述的一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，其特征在于化学成分按重量 百分比如下：碳0.25%、硅0.2%、锰1.2%、铬1.1%、钥0.7%、钛0.02%、磷0.01%、硫 0· 003%、铼 0· 12%、氮 0· 003%、铝 0· 03%、稀土 0· 3%，镍 + 钒 + 铌 0· 2%，其余为铁。
【文档编号】C22C33/04GK104087837SQ201410307593
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】周金苗 申请人:江苏华程工业制管股份有限公司