专利名称：海上石油平台用高钢级耐腐蚀的原料管坯的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢管的生产工艺，特别是一种海上石油平台用高钢级耐腐蚀钢管的生产工艺。
背景技术：
随着我国石油天然气开发力度的加大，新钻井技术的采用以及原有钻井技术的改进，油气井深度越来越深，采集油气的石油平台面临着高温高压、高含&S、(X)2等共存的强腐蚀环境，从而造成油气田多次发生井下油管断裂，集气干线泄露事故，致使许多油气田井都在投产一年左右由于此类问题提前报废，造成巨大损失。在酸性油气田上常见的腐蚀破坏通常分为两种类型一类为电化学反应过程阳极铁溶解导致的均勻腐蚀和局部腐蚀，表现为金属设施与日俱增的壁厚减薄和点蚀穿孔等局部腐蚀破坏；另一类为电化学反应过程阴极析出氢原子，进入钢中后，导致金属构件两种不同类型的开裂，即硫化物应力开裂和氢诱发裂纹(HIC)，HIC常伴随着钢表面的氢鼓泡。HIC 是一组平行于轧制面，沿着轧制方向的裂纹。HIC在钢内可以是单个直裂纹，也可是是阶梯状裂纹，还包括钢表面的氢鼓泡。HIC极易起源于棱形、两端尖锐的MnS夹杂，并沿着碳、锰和磷元素偏析的异常组织扩展，也可以产生于带状珠光体，沿带状珠光体和铁素体间的相界扩展。随着能源结构的调整，H2S对石油平台的腐蚀是油气井生产过程中经常遇到的问题，它溶于水后具有很强的腐蚀性，不仅会导致金属材料突发性的硫化物应力腐蚀开裂，而且H2S的毒性也严重威胁着人身安全。国内外在广泛研究了对无缝钢管的腐蚀机理、 特征及影响因素的基础上，提出了预测腐蚀环境下无缝钢管腐蚀速率的各种数值模拟计算方法，形成了使用耐腐蚀合金管材、涂镀层管材、注入缓蚀剂、阴极保护等系列防腐蚀技术。然而，由于不同防腐技术在防腐效果、成本、作业的难易程度和相关锋线上都有所不同，因此，一个油气田采用的防腐技术不同，其防腐费用及效果差异也很大。过去，油气田在决定采用何种防腐技术时，主要考虑能否有效地解决无缝钢管腐蚀问题，且初期投资要少， 没有或很少从油气田整体开发的角度进行经济评价。然而“高效经济”是油气田开发的原则。因此不论采用何种防腐技术都要进行经济评价，使油气田在开发期限内投入的总费用最少，而不是一时期内费用最少或效果最好。因此，有必要对压3腐蚀环境下各种防腐蚀技术进行评价，从而优选出适合油气田开发的防腐技术，从而开发防腐蚀平台用无缝钢管。
发明内容
本发明目的在于为海上石油平台提供一种耐腐蚀的专用原料管坯。本发明的各化学元素的质量百分比分别为C 0. 28 0. 33% ；Si 0. 15 0. 35% ； Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1. 10% ；Mo 0. 15 0. 25% ； Ni ( 0. 20% ；Cu ( 0. 20% ；N 0. 002% 0. 008% ；余量为 Fe。C是稳定奥氏体的元素，随着含C量的增高，合金的强度会增加，但容易出现碳化物偏析，使偏析区的硬度同周围组织出现差异，导致HIC腐蚀，故含碳量的增加不利于抗硫化氢腐蚀；但含碳量降至0. 01%,或更低时，则会增大HIC敏感性。Mn为奥氏体形成元素，既溶于铁素体使之强化，又溶于渗碳体，可取代部分铁原子形成复合碳化物，且其在渗碳体中的浓度大于在铁素体中的浓度，具有固溶及细晶化作用。 Mn与S结合形成MnS，会降低钢的的脆性转变温度，为良好的除硫及脱氧剂。因此本发明将 Mn含量控制在0. 40% 0. 60%，可使相变温度进一步降低。Mo可促进钢的钝化，提高钢在硫酸盐酸及部分有机酸中的耐蚀性及钢的抗点蚀能力，热处理时，钼有效推迟高温转变，抑制铁素体的形成，细化晶粒，且使Nb (C、N)沉淀减少。在高温回火时，钼能抑制磷等杂质在晶界偏聚而导致的脆性现象，使残留奥氏体降至最低，从而形成未回火的马氏体，利于增强基体抗硫化氢腐蚀性能。本发明降低钢管中S和MnS等非金属夹杂物的含量并控制其形态，降低C含量及易偏析的Mn、P等元素的含量，由于采用以上钢管组分，本发明可从根本上解决现有普通钢管的缺陷，抗腐蚀，提高了抗均勻腐蚀和局部腐蚀的能力，防止出现硫化物应力开裂和氢诱发裂纹，完全适应于海上高温高压、高含H2S、CO2等共存的强腐蚀环境，从而避免油气田发生井下油管断裂和集气干线泄露的事故发生。
具体实施例方式本发明采用“电弧炉和LF精炼”、“转炉和LF精炼”的冶炼工艺，形成原料管坯，解决了钢管的冶金质量、化学成分控制、夹杂物形态控制等关键技术问题。其中，冶炼前，各成分的组分质量百分比分别为C 0. 0.33%;Si 0.15 0. 35% ；Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1. 10% ；Mo 0. 15 0. 25% ； Ni 彡 0. 20% ；Cu 彡 0. 20%, N 0. 002% 0. 008%，余量为 Fe。
权利要求
1.海上石油平台用高钢级耐腐蚀的原料管坯，其各化学元素的质量百分比分别为c0.28 0. 33% ；Si 0. 15 0. 35% ；Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1.10% ；Mo 0. 15 0. 25% ；Ni 彡 0. 20% ；Cu 彡 0. 20%, N 0. 002% 0. 008%，余量为 Fe。
全文摘要
海上石油平台用高钢级耐腐蚀的原料管坯，涉及钢管的生产工艺，特别是一种海上石油平台用高钢级耐腐蚀钢管的生产工艺。原料管坯各化学元素的质量百分比分别为C0.28～0.33%；Si0.15～0.35%；Mn0.40～0.60%；P≤0.015%；S≤0.010%；Cr0.90～1.10%；Mo0.15～0.25%；Ni≤0.20%；Cu≤0.20%；N0.002%～0.008%；余量为Fe。本发明可从根本上解决现有普通钢管的缺陷，抗H2S腐蚀，提高了抗均匀腐蚀和局部腐蚀的能力，防止出现硫化物应力开裂和氢诱发裂纹，完全适应于海上高温高压、高含H2S、CO2等共存的强腐蚀环境，从而避免油气田发生井下油管断裂和集气干线泄露的事故发生。
文档编号C22C38/22GK102367555SQ20101053423
公开日2012年3月7日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者王林林 申请人:江苏诚德钢管股份有限公司