本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法。
背景技术
随着我国社会经济的高速发展,对能源需求量不断增加,能源供需矛盾日渐突出,对含有酸性介质的高硫石油和天然气也列入了我国能源开发日程,因此在酸性环境中使用的抗腐蚀管线用钢需求量呈高速增长态势。
石油套管j55在输送酸性油、气时,管道内部接触h2s、co2和cl-。硫化氢(h2s)是石油和天然气中最具腐蚀作用的有害介质之一,其主要腐蚀破坏形式为氢致裂纹开裂(hic)及硫化物应力腐蚀(sscc),氢致裂纹开裂可使管线在没有任何明显预兆的情况下突然开裂,其破坏性和危害性极大。同时运输管线外壁还与土壤和地下水中的硝酸根离子、氢氧根离子、碳酸根离子和酸式碳酸根离子等酸性介质接触,因而管线的腐蚀问题难以避免。为确保油、气运输的安全性及正常运营,管线必须具备良好的抗腐蚀能力。
高抗h2s腐蚀石油套管j55在井下因腐蚀导致穿孔或者因受到地壳的压力产生破裂,因其使用环境的特殊性,对钢的成分设计、冶炼技术和轧制工艺及冶金装备水平均提出十分严格的要求,目前国内对于输送h2s的石油套管,不论是板卷生产,还是焊管制造,均缺乏实际应用的经验。而国内外大量管道建设工程对抗腐蚀热轧板卷均有较大需求,抗腐管线钢产品具备厚度大、强度高、韧性好和焊接性能等优点,代表了油、气输送管道的发展方向,2017年,仅我国西北地区的长庆油田需求量就达3~4万吨,全国在10万吨以上。因此开发酸性环境中使用的抗腐蚀管线用钢势在必行,市场前景广阔。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法,所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序;所述连铸工序,连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.04~0.07%,si:0.13~0.17%,mn:1.20~1.40%,p≤0.012%,s≤0.002%,als:0.010~0.055%,nb:0.026~0.033%,mo:0.1~0.12%,ti:0.01~0.02%,cr:0.10~0.14%,余量为fe和不可避免的杂质;所述轧制工序,粗轧3+5道次,在最后道次轧制出口温度为1040~1065℃,精轧入口温度941~962℃;所述卷取工序,卷取温度为513~547℃。
本发明所述炼钢工序,钢水中气体t.o≤0.0012%、[h]≤0.00015%、[n]≤0.0045%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0035~0.0055%,ca线与钢水中al2o3夹杂及s化物反应,转变成低熔点复合氧化物,有利于其聚合长大从钢水中排除,提高抗hic腐蚀性,出钢钢水中p≤0.012%、s≤0.002%。
本发明所述连铸工序,连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.04~0.07%,si:0.13~0.17%,mn:1.20~1.40%,p≤0.012%,s≤0.002%,als:0.010~0.055%,nb:0.026~0.033%,mo:0.1~0.12%,ti:0.01~0.02%,cr:0.10~0.14%,余量为fe和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序,铸坯加热温度为1180~1220℃,均热时间为180~240min。
本发明所述轧制工序,粗轧3+5道次,在最后道次轧制出口温度为1040~1065℃;精轧入口温度941~962℃,精轧后采用层流冷却装置以40-60℃/s的速率降温至卷取工序所需温度。
本发明所述卷取工序,将钢板卷取成钢带,卷取温度为513~547℃。
本发明所述开卷工序,钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为3.0~12.0mm。
本发明所述制管工序,采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1350~1450℃的高频电阻焊接套管母材、830~890℃焊缝热处理,采用21~26℃的水冷却。
本发明所述生产方法所得钢带的性能:屈服强度437~474mpa;抗拉强度581~606mpa;延伸率26~34%。
本发明所述生产方法所得石油油井套管的性能:母材屈服强度455~531mpa,抗拉强度573~602mpa,延伸率34.8~36%;焊缝抗拉强度567~593mpa。
本发明高抗h2s腐蚀石油油井套管j55产品标准参考apispec5ct套管和油管规范;产品性能检测方法标准参考美标astma370;氢致开裂试验依据nacestandardtm0284-2016标准;硫化物应力开裂试验按照nacestandardtm0177-2016标准。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明在成分设计上,采用低c、低p、低s降低带状偏析,减少开裂及回火脆性倾向;通过低气体o、n、h含量,提高钢的低温韧性及焊接耐蚀性;通过加入nb、cr、mo以形成钝化膜,防止氢的进入,从而达到有效抑制硫化氢腐蚀速度效果。2、本发明采用tmcp轧制工艺,结合低温卷取技术,保证奥氏体相变在较低温度发生,以获得极细铁素体组织,有效地完成了该产品的抗h2s腐蚀性能特点,从而实现高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产。3、本发明使石油油井套管行业的安全性能得到了更大的提升,具有产品成本低、综合性能优良等特点。
附图说明
图1是实施例1热轧钢带的金相组织图;
图2是实施例1erw套管的金相组织图;
图3是实施例2热轧钢带的金相组织图;
图4是实施例2erw套管的金相组织图;
图5是实施例3热轧钢带的金相组织图;
图6是实施例3erw套管的金相组织图;
图7是实施例4热轧钢带的金相组织图;
图8是实施例4erw套管的金相组织图;
图9是实施例5热轧钢带的金相组织图;
图10是实施例5erw套管的金相组织图;
图11是实施例6热轧钢带的金相组织图;
图12是实施例6erw套管的金相组织图;
图13是实施例7热轧钢带的金相组织图;
图14是实施例7erw套管的金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为4.5mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0010%、[h]:0.00012%、[n]:0.0040%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0045%,出钢钢水中p:0.010%、s:0.001%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.045%,si:0.16%,mn:1.30%,p:0.010%,s:0.001%,als:0.010%,nb:0.028%,mo:0.10%,ti:0.012%,cr:0.12%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1220℃,均热时间为200min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1050℃;精轧入口温度945℃,精轧后采用层流冷却装置以48℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为521℃;钢带的性能:屈服强度437mpa,抗拉强度581mpa,延伸率26.0%;钢带的金相组织见图1,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为4.5mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1350℃的高频电阻焊接套管母材、890℃焊缝热处理,采用26℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度506mpa,抗拉强度602mpa,延伸率35.3%;焊缝抗拉强度593mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图2,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表1。
表1试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例2
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为6.3mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0009%、[h]:0.00011%、[n]:0.0038%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0040%,出钢钢水中p:0.008%、s:0.0009%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.055%,si:0.14%,mn:1.35%,p:0.008%,s:0.0009%,als:0.055%,nb:0.030%,mo:0.11%,ti:0.015%,cr:0.11%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1215℃,均热时间为195min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1065℃;精轧入口温度953℃,精轧后采用层流冷却装置以40-60℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为535℃;钢带的性能:屈服强度443mpa,抗拉强度596mpa,延伸率34.0%;钢带的金相组织见图3,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为6.3mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1365℃的高频电阻焊接套管母材、886℃焊缝热处理,采用25.8℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度531mpa,抗拉强度592mpa,延伸率36%;焊缝抗拉强度587mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图4,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表2。
表2试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例3
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为7.8mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0011%、[h]:0.00010%、[n]:0.0042%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0038%,出钢钢水中p:0.009%、s:0.001%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.061%,si:0.15%,mn:1.25%,p:0.009%,s:0.001%,als:0.025%,nb:0.028%,mo:0.10%,ti:0.013%,cr:0.12%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1218℃,均热时间为215min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1052℃;精轧入口温度961℃,精轧后采用层流冷却装置以45℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为532℃;钢带的性能:屈服强度474mpa,抗拉强度606mpa,延伸率26.0%;钢带的金相组织见图5,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为7.8mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1380℃的高频电阻焊接套管母材、885℃焊缝热处理,采用24.8℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度473mpa,抗拉强度593mpa,延伸率34.8%;焊缝抗拉强度583mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图6,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表3。
表3试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例4
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为8.9mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0008%、[h]:0.00010%、[n]:0.0042%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0050%,出钢钢水中p:0.010%、s:0.001%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.058%,si:0.16%,mn:1.38%,p:0.010%,s:0.001%,als:0.035%,nb:0.029%,mo:0.10%,ti:0.018%,cr:0.12%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1200℃,均热时间为210min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1059℃;精轧入口温度957℃,精轧后采用层流冷却装置以55℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为528℃;钢带的性能:屈服强度441mpa,抗拉强度592mpa,延伸率33.0%;钢带的金相组织见图7,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为8.9mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1350℃的高频电阻焊接套管母材、890℃焊缝热处理,采用26℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度455mpa,抗拉强度573mpa,延伸率36.0%;焊缝抗拉强度567mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图8,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表4。
表4试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例5
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为11.3mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0012%、[h]:0.00011%、[n]:0.0034%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0035%,出钢钢水中p:0.010%、s:0.001%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.065%,si:0.14%,mn:1.29%,p:0.010%,s:0.001%,als:0.015%,nb:0.032%,mo:0.12%,ti:0.017%,cr:0.10%,余量为fe和不可避免的杂质。
(3)加热工序:铸坯加热温度为1200℃,均热时间为230min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1059℃;精轧入口温度958℃,精轧后采用层流冷却装置以50℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为519℃;钢带的性能:屈服强度437mpa,抗拉强度581mpa,延伸率26.0%;钢带的金相组织见图9,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为11.3mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1410℃的高频电阻焊接套管母材、840℃焊缝热处理,采用23℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度506mpa,抗拉强度602mpa,延伸率35.2%;焊缝抗拉强度593mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图10,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表5。
表5试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例6
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为3.0mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0012%、[h]:0.00015%、[n]:0.0045%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0055%,出钢钢水中p:0.011%、s:0.002%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.040%,si:0.13%,mn:1.20%,p:0.011%,s:0.002%,als:0.015%,nb:0.026%,mo:0.10%,ti:0.010%,cr:0.10%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1180℃,均热时间为180min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1040℃;精轧入口温度941℃,精轧后采用层流冷却装置以60℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为513℃;钢带的性能:屈服强度442mpa,抗拉强度589mpa,延伸率28%;钢带的金相组织见图11,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为3.0mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1450℃的高频电阻焊接套管母材、830℃焊缝热处理,采用21℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度516mpa,抗拉强度595mpa,延伸率35.7%;焊缝抗拉强度591mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图12,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表6。
表6试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
实施例7
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序,钢带厚度为12.0mm,具体工艺步骤如下所述:
(1)炼钢工序:钢水中气体t.o:0.0010%、[h]:0.00009%、[n]:0.0024%;精练ca处理工序,添加纯钙线调节钢水中ca含量为0.0043%,出钢钢水中p:0.012%、s:0.001%;
(2)连铸工序:连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为:c:0.070%,si:0.17%,mn:1.40%,p:0.012%,s:0.001%,als:0.055%,nb:0.033%,mo:0.12%,ti:0.02%,cr:0.14%,余量为fe和不可避免的杂质;
(3)加热工序:铸坯加热温度为1190℃,均热时间为240min;
(4)轧制工序:粗轧3+5道次,最后道次轧制出口温度为1055℃;精轧入口温度962℃,精轧后采用层流冷却装置以40℃/s的速率降温至卷取工序所需温度;
(5)卷取工序:将钢板卷取成钢带,卷取温度为547℃;钢带的性能:屈服强度453mpa,抗拉强度590mpa,延伸率28%;钢带的金相组织见图13,由图可见其晶粒组织大小通卷分布均匀,结构一致,无混晶组织及偏析出现;
(6)开卷工序:钢带开平纵剪,得到带钢板材,板材厚度为12.0mm;
(7)制管工序:采用erw高频电阻焊焊接制管工艺,采用1450℃的高频电阻焊接套管母材、870℃焊缝热处理,采用25℃的水冷却,即可得到石油油井套管。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55的性能:母材屈服强度496mpa,抗拉强度600mpa,延伸率35.0%;焊缝抗拉强度589mpa;满足j55石油油井套管钢级需求;高抗h2s腐蚀石油油井套管的金相组织见图14,由图可见其晶粒组织正常,分布均匀,结构一致。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55氢致开裂试验:
依据nacestandardtm0284-2016标准,对4组j55高频电阻焊管试样进行氢致开裂(hic)试验,经过96小时h2s饱和溶液(a、b溶液)浸泡后,试样表面无氢鼓泡,剖面金相观察无氢致裂纹,测量分析结果见表7。
表7试样内部剖面hic裂纹率测量分析结果
通常以裂纹敏感率csr作为衡量材料抗hic能力的主要依据。因为csr反映了材料在厚度方向上产生hic的情况,同时又体现了材料在轧制方向抵抗hic的能力。材料csr的平均值越大,表示其对hic越敏感;反之,这个值接近或等于零,则材料的抗hic能力就越强。
本实施例高抗h2s腐蚀石油油井套管j55硫化物应力开裂试验:
按照nacestandardtm0177-2016标准,对j55高频电阻焊管试样母材和焊缝试样进行硫化物应力开裂试验,应力加载为72%smys,经过720小时h2s饱和溶液(a溶液)浸泡试验后,在放大10倍下检查试样的受拉伸面,所有试样未断裂且无破坏裂纹。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。