专利名称：Ф177.8*9.19高钢级石油用无缝钢管及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种满足API及DOlO附录2要求的Φ 177. 8*9. 19高钢级石油用无缝钢管及制造方法。
背景技术：
自2008年底的世界性金融危机以来，逐渐演变成实体经济的竞争加剧。无缝钢管的市场竞争越加激烈。特别是欧美国家的双反，更加加重了国内无缝钢管的竞争的激烈程度。在这样的市场竞争中，急需开发市场需要的优质价廉的、性能指标满足市场需求的无缝钢管，目前国内石油用无缝管市场对该钢级均采用CrMo钢为原料，该材质性能稳定但成本较高，为了在国内市场更具有竞争力。决定开发一种既能满足性能要求，价格又低廉的材质女口广 PFt ο发明内容
本发明的目的是提供一种φ 177. 8*9. 19高钢级石油用无缝钢管及制造方法，以满足API及DOlO附录2的要求，同时比国内同钢级成品管价格降低了 900-1100元。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种Φ 177. 8*9. 19高钢级石油用无缝钢管，该无缝钢管材质的化学成分按重量％为C 0.27-0. 31、Si 0.17-0.35、 Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、P+S 彡 0. 025、Ni 彡 0. 25、Cr 彡 0. 25、Mo 彡 0. 10、V 0. 01-0. 05、Cu 彡 0. 25、Alt 彡 0. 005。
同时提供一种Φ 177. 8*9. 19高钢级石油用无缝钢管的制造方法。
本发明的效果采用以上成分能够使无缝钢管的制造过程的工艺回火温度在40°C 范围内波动时，抗拉强度均在680MPa以上，屈服强度在589-608ΜΙ^之间，硬度在18-21HRC， 冲击功在78-96J之间的稳定状态，该工艺在现场执行便捷，生产工艺稳定性强，生产效率高，提供了较大的市场空间，特别是能够冲开美欧国家的贸易壁垒，走进国际市场。该无缝钢管材料性能各项指标均达到或超过API及DOlO附录2标准要求。
图1为本发明的无缝钢管对回火温度波动的敏感程度特性曲线示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的Φ177.8*9. 19高钢级石油用无缝钢管及制造方法加以说明。所述高钢级为Φ 177. 8*9. 19mmL80钢级。
要保证无缝钢管产品能够满足API及DOlO附录2标准要求，相应的产品性能应能得到保证，在充分分析了生产工艺过程及产品性能情况，要保证产品的屈服强度在 552-655MPa之间，抗拉强度在655MPa以上，硬度不超过23HRC，冲击功大于14J。
本发明的Φ 177. 8*9. 19mm L80钢级石油用无缝钢管，该无缝钢管材质的化学成分按重量 ％ 为C 0.27-0. 31、Si 0.17-0. 35、Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、 P+S 彡 0. 025,Ni 彡 0. 25,Cr 彡 0. 25,Mo 彡 0. 10,V 0. 01-0. 05,Cu 彡 0. 25,Alt 彡 0. 005。
Φ 177. 8*9. 19mmL80钢级石油用无缝钢管的制造方法包括以下步骤
①炼钢
按上述无缝钢管材质的化学成分，采用高功率电弧炉进行冶炼，通过向钢水中加入360ml/4N-HCl高活性度的石灰造泡沫渣，充分吸附钢水中的有害元素P、S ；采用钢包炉精炼、真空脱气、夹杂物控制技术，进行炉外精炼，通过钢水的过热温度控制在15-30°C，拉坯速度为每分钟1-1. 2米，冷却水量为585m3/h，最终连铸成圆管坯；
②钢管热处理
上述圆管坯在淬火加热炉中加热到930士 10°C，淬火时保证钢管快速旋转淬火液在钢管内外表面均勻内喷与外淋；然后在回火加热炉中加热到640 士 10°C，进行回火，通过无损探伤、静水压试验，最后进行喷标、涂漆，制成无缝钢管。以下以Φ 177. 8*9. 19mm L80 钢级为例，结合各化学元素对性能影响来详述材质实现过程。
碳(C)碳量的增加能使材料的屈服和抗拉强度升高，但塑性和冲击性能降低。因此碳量依据钢管的强度和韧性的情况来确定。
硅(Si)在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，镇静钢含有0. 15-0. 30%的硅。
锰(Mn) =Mn固溶于铁素体和奥氏体中，在相变过程中，Mn和！^形成固溶体，提高钢的强度和硬度；另外由于Mn在钢中降低了临界转变温度和钢中相变的速度，提高了钢的淬透性，从而提高了调质处理索氏体钢的力学性能；Mn元素在该材质中的另一个重要作用是提高奥氏体组织的稳定性；我们研究发现，Mn元素与S形成熔点较高的MnS，避免了晶界上!^S的出现，消除了钢的热脆性。因此，我们也要考虑元素S的含量。
钒(V)按标准规定可知L80钢级屈服强度的范围是552-655MPa，偏差范围要求较小，在生产现场较难控制。因此在设计上，考虑了各种强化机制对屈服强度的贡献，晶粒细化强化、析出强化，固溶强化最直接，效果最明显的，我们对比考虑了 C、Mn、Cr、M0、V等多种元素对钢的影响进行了比较，C、Mn元素的加入虽然能提高强度，但会带来韧性和抗腐蚀性能的降低；Cr、Mo元素的加入虽能提高钢的综合机械性能，但在成本上提高了 20% ；因此认为V的添加具有极优的经济性。V的最大特点是可细晶强化和析出强化影响屈服强度的相关因素细晶粒度，是提高强度和韧性的基本要求，碳锰钢通过控制轧制和热处理的方法可细化晶粒，向钢中再加入V等微量元素之后，钢的晶粒度进一步变小，强度可进一步提高。V的加入在钢中形成VC，VC在铁素体中的析出强化作用对屈服强度有贡献。我们采用同样的生产工艺，在V含量有差异，其他元素含量不变的材质做实验，实验结果如下表1所示
表 权利要求
1.一种Φ177.8*9. 19高钢级石油用无缝钢管，该无缝钢管材质的化学成分按重量％ 为:C 0. 27-0. 31、Si 0. 17-0. 35、Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、P+S ( 0. 025、 Ni 彡 0. 25、Cr 彡 0. 25、Mo 彡 0. 10、V 0. 01-0. 05、Cu 彡 0. 25、Alt 彡 0. 005。
2.—种Φ 177. 8*9. 19高钢级石油用无缝钢管的制造方法，该方法包括以下步骤①炼钢按上述无缝钢管材质的化学成分，采用高功率电弧炉进行冶炼，通过向钢水中加入 360ml/4N-HCl高活性度的石灰造泡沫渣，充分吸附钢水中的有害元素P、S ；采用钢包炉精炼、真空脱气、夹杂物控制技术，进行炉外精炼，将钢水化学成分控制在上述范围之内，通过钢水的过热温度控制在15-30°C，拉坯速度为每分钟1-1. 2米，冷却水量为585m3/h，最终连铸成圆管坯；②钢管热处理上述圆管坯在淬火加热炉中加热到930°C 士 10°C，淬火时保证钢管快速旋转淬火液在钢管内外表面均勻内喷与外淋；然后在回火加热炉中加热到640°C 士 10°C，进行回火，通过无损探伤、静水压试验，最后进行喷标、涂漆，制成无缝钢管。
全文摘要
本发明提供一种Φ177.8*9.19高钢级石油用无缝钢管，该无缝钢管材质的化学成分按重量％为C 0.27-0.31、Si 0.17-0.35、Mn 1.35-1.45、P＜0.02、S＜0.007、P+S≤0.025、Ni≤0.25、Cr≤0.25、Mo≤0.10、V0.01-0.05、Cu≤0.25、Alt≥0.005。同时提供一种Φ177.8*9.19高钢级石油用无缝钢管的制造方法。本发明的效果是该无缝钢管的制造过程的工艺在现场执行便捷，生产工艺稳定性强，生产效率高，提供了较大的市场空间，特别是能够冲开美欧国家的贸易壁垒，走进国际市场。
文档编号C22C38/24GK102517515SQ20111045175
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘万福, 孔维弟, 张玲, 李淑潮, 王德默, 王鑫, 贺晶 申请人:天津市无缝钢管厂