專利名稱：N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)無縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法。
背景技術(shù)：
N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管采用中碳-錳含V鋼熱軋生產(chǎn)，并控制終軋溫度 > 相變點Ar3等同正火處理，現(xiàn)有的N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的生產(chǎn)方法具有成本低、節(jié)約熱處理資源和縮短交貨周期等優(yōu)點。但N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的工藝控制很復(fù)雜(如變形量、變形速率、冷卻速度等性能影響因素均無法人為控制)，再加上缺乏行之有效的工藝控制技術(shù)，使得該產(chǎn)品的性能控制一直不太穩(wěn)定，具體表現(xiàn)在屈服強度不能穩(wěn)定在552 758MPa范圍內(nèi)，沖擊韌性時常低于縱向27J或橫向14J (API 5CT標(biāo)準(zhǔn)要求)，嚴(yán)重影響了該材料的成材率和使用安全性。N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的開發(fā)源于20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)歷了中碳_錳Cr-Mo系的貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼到中碳-錳微合金化的鐵素體+珠光體型細(xì)晶粒鋼的發(fā)展過程，期間由于性能的不穩(wěn)定，尤其是沖擊韌性異常偏低，用戶在使用過程中曾釀成多起重大事故。目前普遍采用中碳-錳含V鋼，如國內(nèi)常見的27Mn2V、34Mn2V、36Mn2V、36Mn2VN、35Mn2V和40Mn2V等20多種。鋼種開發(fā)雖然較全面，但鋼種只是性能影響因素之一，而性能的控制更多的還是靠工藝參數(shù)的控制。目前對N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管工藝控制方法的研究較少且零散，多照搬或參照板材、棒材等已成熟的控軋控冷技術(shù)及理論。這種控軋控冷技術(shù)，主要是在軋制過程中通過各道次的變形量、變形溫度、變形速率進(jìn)行合理的控制，以達(dá)到奧氏體再結(jié)晶細(xì)化晶粒的目的，再通過控制冷卻，來改變組織轉(zhuǎn)變過程，并通過控制終止溫度，來均勻組織和消除殘余應(yīng)力，以獲得理想的組織，最終達(dá)到性能控制的目的。但N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管，除了變形溫度可人為控制之外，其他參數(shù)即:變形量、變形溫度、變形速率、冷卻速度均無法人為控制。因此，傳統(tǒng)的控軋控冷技術(shù)無法適用于N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的工藝控制，只能定性的解釋一些現(xiàn)象或優(yōu)化性能。傳統(tǒng)控軋控冷技術(shù)的研究，通常在Gleeble壓應(yīng)力熱模擬試驗基礎(chǔ)上，通過硬度測試和組織觀察，得出各道次的變形量、變形溫度、變形速率、冷卻速度及終止溫度等工藝控制參數(shù)。這種控軋控冷技術(shù)及研究方法在N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管中的應(yīng)用，主要存在以下問題和缺點:1、傳統(tǒng)的控軋控冷技術(shù)需要對變形量、變形溫度、變形速率、冷卻速度進(jìn)行控制，但對于N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管，變形量、變形溫度、變形速率、冷卻速度參數(shù)均不可人為控制，因此失去了可操作性和實際意義。2、傳統(tǒng)的控軋控冷技術(shù)多建立在硬度和組織的研究基礎(chǔ)上，缺乏拉伸性能和沖擊性能的定量關(guān)系數(shù)據(jù)，而N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管兩個主要性能指標(biāo)分別為拉伸性能和沖擊韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法。在N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的性能影響因素中，變形溫度可以通過加熱爐進(jìn)行控制，變形量和冷卻速度雖然不可以人為控制，但與鋼管規(guī)格有關(guān)并形成固定組合，變形速率為穩(wěn)定參數(shù)，在機組設(shè)計時已確定。真正影響N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管性能的工藝參數(shù)是鋼管規(guī)格(對應(yīng)于變形量和冷卻速度)和變形溫度。因此，只要確定了不同鋼管規(guī)格對應(yīng)的變形量和冷卻速度，并摸清變形溫度、變形量和冷卻速度與拉伸和沖擊韌性之間的定量關(guān)系，就可以針對某一個具體的規(guī)格，通過變形溫度的合理控制，來達(dá)到性能控制的目的。然而，N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的規(guī)格較多，常用的規(guī)格就有80多個，僅憑變形溫度的控制顯然是不夠的，還需增加鋼種的選擇作為另一個新增變量參數(shù)，最終形成一個新型的工藝控制方法，即:規(guī)格+鋼種變化+連軋溫度控制+定徑溫度控制的捆綁式組合模式。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法，它是在N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的變形量、變形速率、冷卻速度等性能影響參數(shù)均無法人為控制的前提下，去掉了變形量、變形速率和冷卻速度控制，增加規(guī)格、鋼種變化的控制，并形成捆綁式組合模式，通過以上工藝參數(shù)與拉伸和沖擊的定量關(guān)系來實現(xiàn)N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管性能的有效控制，以達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品性能和提高成材率的目的。其具體步驟如下:A、確定N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管不同的規(guī)格對應(yīng)的變形量、變形速率和冷卻速度。根據(jù)API 5CT N80-1油井管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，結(jié)合無縫鋼管熱軋機組的參數(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、測量和計算，確定N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管80個常用規(guī)格對應(yīng)的連軋、定徑的變形量和變形速率。N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管80個常用規(guī)格對應(yīng)的變形量、變形速率和冷卻速度如表I所示:表I N80-1油套管80個常用規(guī)格對應(yīng)的變形量、變形速率和冷卻速度
權(quán)利要求
1.種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法，其特征是:它是在N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的變形量、變形速率、冷卻速度等性能影響參數(shù)均無法人為控制的前提下，去掉了變形量、變形速率和冷卻速度控制，增加規(guī)格、鋼種變化的控制，并形成捆綁式組合模式，通過以上工藝參數(shù)與拉伸和沖擊的定量關(guān)系來實現(xiàn)N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管性能的有效控制，以達(dá)到穩(wěn)定廣品性能和提聞成材率的目的； 其具體步驟如下: A、確定N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管不同的規(guī)格對應(yīng)的變形量、變形速率和冷卻速度；根據(jù)API 5CT N80-1油井管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，結(jié)合無縫鋼管熱軋機組的參數(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、測量和計算，確定N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管80個常用規(guī)格對應(yīng)的連軋、定徑的變形量和變形速率，并通過對不同規(guī)格冷卻速度實測數(shù)據(jù)的整理，采用matlab軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立規(guī)格尺寸與冷卻速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，其數(shù)學(xué)關(guān)系式為:
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法，其特征是:采用VC++6.0軟件建立數(shù)據(jù)庫，將整套工藝軟件化；不同規(guī)格對應(yīng)的連軋和定徑的變形量、變形速率由N80-1油套管80個常用規(guī)格對應(yīng)的變形量、變形速率和冷卻速度對照表獲得，其中冷卻速度通過公式(I)進(jìn)行計算獲得；不同規(guī)格綁定的鋼種、連軋和定徑溫度控制范圍及最佳控制溫度由N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管80個常用規(guī)格綁定的鋼種、連軋和定徑的合理控制溫度范圍及最佳控制溫度對照表獲得；不同規(guī)格的拉伸性能由公式(2)、(3)、(4)、(5)計算獲得，不同規(guī)格的沖擊韌性由36Mn2V非標(biāo)小試樣不同工藝參數(shù)下的沖擊韌性和40Mn2V非標(biāo)小試樣不同工藝參數(shù)下的沖擊韌性經(jīng)沖擊韌性轉(zhuǎn)換關(guān)系曲線圖轉(zhuǎn)換而得；最終建立一個操作簡 便的工具軟件，通過這個數(shù)據(jù)庫軟件，輸入N80-1級無縫油井管80個常用規(guī)格中的任意一個規(guī)格，能夠調(diào)出對應(yīng)的工藝參數(shù)即連軋變形量、定徑變形量、冷卻速度，綁定的鋼種、連軋控制溫度范圍、連軋最佳控制溫度、定徑控制溫度范圍、定徑最佳控制溫度，計算出屈服強度范圍、抗拉強度范圍、最小沖擊韌性值等信息，當(dāng)輸入定徑的實際控制溫度時，能夠計算出對應(yīng)的屈服強度、抗拉強度、沖擊韌性值，最后用于實際生產(chǎn)。
全文摘要
一種N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管生產(chǎn)中的工藝控制方法，它是在N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管的變形量、變形速率、冷卻速度等性能影響參數(shù)均無法人為控制的前提下，去掉了變形量、變形速率和冷卻速度控制，增加規(guī)格、鋼種變化的控制，形成規(guī)格+鋼種變化+連軋溫度控制+定徑溫度控制的捆綁式組合模式，通過以上工藝參數(shù)與拉伸和沖擊的定量關(guān)系來實現(xiàn)N80-1非調(diào)質(zhì)無縫油套管性能的有效控制，以達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品性能和提高成材率的目的。
文檔編號B21B37/78GK103084412SQ20121053525
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者方劍 申請人:衡陽華菱鋼管有限公司