專利名稱：海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管的生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國石油天然氣開發(fā)力度的加大，新鉆井技術(shù)的采用以及原有鉆井技術(shù)的改進(jìn)，油氣井深度越來越深，采集油氣的石油平臺(tái)面臨著高溫高壓、高含&S、(X)2等共存的強(qiáng)腐蝕環(huán)境，從而造成油氣田多次發(fā)生井下油管斷裂，集氣干線泄露事故，致使許多油氣田井都在投產(chǎn)一年左右由于此類問題提前報(bào)廢，造成巨大損失。在酸性油氣田上常見的腐蝕破壞通常分為兩種類型一類為電化學(xué)反應(yīng)過程陽極鐵溶解導(dǎo)致的均勻腐蝕和局部腐蝕，表現(xiàn)為金屬設(shè)施與日俱增的壁厚減薄和點(diǎn)蝕穿孔等局部腐蝕破壞；另一類為電化學(xué)反應(yīng)過程陰極析出氫原子，進(jìn)入鋼中后，導(dǎo)致金屬構(gòu)件兩種不同類型的開裂，即硫化物應(yīng)力開裂和氫誘發(fā)裂紋(HIC)，HIC常伴隨著鋼表面的氫鼓泡。HIC 是一組平行于軋制面，沿著軋制方向的裂紋。HIC在鋼內(nèi)可以是單個(gè)直裂紋，也可是是階梯狀裂紋，還包括鋼表面的氫鼓泡。HIC極易起源于棱形、兩端尖銳的MnS夾雜，并沿著碳、錳和磷元素偏析的異常組織擴(kuò)展，也可以產(chǎn)生于帶狀珠光體，沿帶狀珠光體和鐵素體間的相界擴(kuò)展。隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，H2S對(duì)石油平臺(tái)的腐蝕是油氣井生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，它溶于水后具有很強(qiáng)的腐蝕性，不僅會(huì)導(dǎo)致金屬材料突發(fā)性的硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，而且H2S的毒性也嚴(yán)重威脅著人身安全。國內(nèi)外在廣泛研究了對(duì)無縫鋼管的腐蝕機(jī)理、 特征及影響因素的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)測(cè)腐蝕環(huán)境下無縫鋼管腐蝕速率的各種數(shù)值模擬計(jì)算方法，形成了使用耐腐蝕合金管材、涂鍍層管材、注入緩蝕劑、陰極保護(hù)等系列防腐蝕技術(shù)。然而，由于不同防腐技術(shù)在防腐效果、成本、作業(yè)的難易程度和相關(guān)鋒線上都有所不同，因此，一個(gè)油氣田采用的防腐技術(shù)不同，其防腐費(fèi)用及效果差異也很大。過去，油氣田在決定采用何種防腐技術(shù)時(shí)，主要考慮能否有效地解決無縫鋼管腐蝕問題，且初期投資要少， 沒有或很少從油氣田整體開發(fā)的角度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。然而“高效經(jīng)濟(jì)”是油氣田開發(fā)的原則。因此不論采用何種防腐技術(shù)都要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，使油氣田在開發(fā)期限內(nèi)投入的總費(fèi)用最少，而不是一時(shí)期內(nèi)費(fèi)用最少或效果最好。因此，有必要對(duì)壓3腐蝕環(huán)境下各種防腐蝕技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而優(yōu)選出適合油氣田開發(fā)的防腐技術(shù)，從而開發(fā)防腐蝕平臺(tái)用無縫鋼管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種可提高無縫鋼管耐腐蝕性、避免斷裂的海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)方法。本發(fā)明冷定心處理后的鋼管先后經(jīng)熱軋、冷拔、熱處理后形成，特點(diǎn)是所述熱處理包括先在溫度< 9000C的加熱爐內(nèi)預(yù)熱120分鐘，然后再在溫度為1200°C的加熱爐內(nèi)加熱120分鐘，最后進(jìn)入120(TC的均熱處理30分鐘；在所述冷拔前，先進(jìn)行軟化退火熱處理，所述軟化退火溫度為800°C 850°C，保溫時(shí)間90分鐘，然后進(jìn)行中間退火，所述中間退火溫度為800°C 850°C，保溫時(shí)間60分鐘，再進(jìn)行淬火和回火，所述淬火溫度860°C 900°C，保溫時(shí)間為60分鐘，回火溫度690°C 710°C，保溫時(shí)間為120分鐘；所述熱處理包括去應(yīng)力退火、矯直、淬火、回火、除鱗、高溫矯直和常溫矯直。所述熱處理中的淬火溫度為860°C 900°C，保溫時(shí)間60分鐘后，進(jìn)行內(nèi)外噴淋淬火；回火溫度為690°C 710°C，保溫時(shí)間為120分鐘；在鋼管的余熱為200V 300°C時(shí)，進(jìn)
行高溫矯直。本發(fā)明采用以上工藝，冷拔鋼管后進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，是便于鋼管更好地進(jìn)行矯直，去應(yīng)力后的鋼管應(yīng)進(jìn)行預(yù)矯直，以便在熱處理爐上進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，鋼管矯直后彎曲度不大于1.5mm/m。回火后鋼管進(jìn)行除鱗，實(shí)現(xiàn)去除鋼管內(nèi)外表面的氧化皮。然后利用鋼管的余熱200°C 300°C對(duì)成品鋼管進(jìn)行高溫矯直，以減少因矯直變性殘留在鋼管內(nèi)部的應(yīng)力。因高溫矯直后的鋼管在冷卻過程中還有輕微的彎曲變形，所以為了保證鋼管的直度，在鋼管溫矯后還應(yīng)進(jìn)行一次常溫矯直，矯直后彎曲度不大于1. 5mm/m，全長不大于10mm。本發(fā)明產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度Rm彡724MPa,屈服強(qiáng)度Rel彡586MPa，伸長率A彡22%，收縮率Z彡35%,沖擊吸收功Akv彡42J (-50°C )，硬度HBW217 237。以H2S飽和的0. 5wt% 冰醋酸和5wt%NaCl的水溶液為抗腐蝕試驗(yàn)介質(zhì)，在加載應(yīng)力為421. 92MPa(586MPaX0. 72) 條件下，經(jīng)720小時(shí)實(shí)驗(yàn)后，均未發(fā)現(xiàn)宏觀斷裂裂紋，所有試樣標(biāo)距部分用10倍放大鏡檢查均未發(fā)現(xiàn)裂紋。本發(fā)明工藝易于控制，方便生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，是抗吐5腐蝕機(jī)械工程用無縫鋼管品種開發(fā)帶動(dòng)產(chǎn)品更新?lián)Q代工藝，適合海上石油平臺(tái)的專用設(shè)備。
具體實(shí)施例方式工藝步驟先進(jìn)行熱軋，再進(jìn)行冷拔，最后進(jìn)行由去應(yīng)力退火、矯直、淬火、回火、除鱗、高溫矯直和常溫矯直熱處理組成的熱處理工藝。技術(shù)要點(diǎn) 1、熱處理
將冷定心處理后的鋼管先在溫度< 900°c的加熱爐內(nèi)預(yù)熱120分鐘，然后再在溫度為 1200°C的加熱爐內(nèi)加熱120分鐘，最后進(jìn)入1200°C的均熱處理30分鐘。2、冷拔前，先進(jìn)行軟化退火熱處理，軟化退火溫度為800°C 850°C，保溫時(shí)間90 分鐘，然后進(jìn)行中間退火，中間退火溫度為800°C 850°C，保溫時(shí)間60分鐘，再進(jìn)行淬火和回火，淬火溫度860°C 900°C，保溫時(shí)間為60分鐘，回火溫度690°C 710°C，保溫時(shí)間為 120分鐘。3、熱處理工藝
冷拔鋼管后進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，為了鋼管更好地進(jìn)行矯直，去應(yīng)力后的鋼管應(yīng)進(jìn)行預(yù)矯直，以便在熱處理爐上進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，鋼管矯直后彎曲度不大于1. 5mm/m。鋼管的成品熱處理在步進(jìn)式淬火爐上進(jìn)行，淬火溫度為860°C 900°C，保溫時(shí)間60分鐘后進(jìn)行內(nèi)外噴淋淬火，然后在回火加熱爐中進(jìn)行回火，回火溫度為690°C 710°C，保溫時(shí)間為120分鐘，回火后利用高壓水射流對(duì)回火熱態(tài)鋼管進(jìn)行除鱗，去除鋼管內(nèi)外表面的氧化皮。然后利用鋼管的余熱200°C 300°C對(duì)成品鋼管進(jìn)行高溫矯直，以減少因矯直變性殘留在鋼管內(nèi)部的應(yīng)力。因高溫矯直后的鋼管在冷卻過程中還有輕微的彎曲變形，所以為了保證鋼管的直度，在鋼管溫矯后還應(yīng)進(jìn)行一次常溫矯直，矯直后彎曲度不大于1. 5mm/m，全長不大于 IOmm0
權(quán)利要求
1.海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)方法，將冷定心處理后的鋼管先后經(jīng)熱軋、冷拔、熱處理后形成，其特征在于所述熱處理包括先在溫度< 900°c的加熱爐內(nèi)預(yù)熱 120分鐘，然后再在溫度為1200°C的加熱爐內(nèi)加熱120分鐘，最后進(jìn)入1200°C的均熱處理 30分鐘；在所述冷拔前，先進(jìn)行軟化退火熱處理，所述軟化退火溫度為80(TC 850°C，保溫時(shí)間90分鐘，然后進(jìn)行中間退火，所述中間退火溫度為800°C 850°C，保溫時(shí)間60分鐘， 再進(jìn)行淬火和回火，所述淬火溫度860°C 900°C，保溫時(shí)間為60分鐘，回火溫度690°C 710°C，保溫時(shí)間為120分鐘；所述熱處理包括去應(yīng)力退火、矯直、淬火、回火、除鱗、高溫矯直和常溫矯直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述熱處理中的淬火溫度為860°C 900°C，保溫時(shí)間60分鐘后，進(jìn)行內(nèi)外噴淋淬火；回火溫度為690°C 710°C，保溫時(shí)間為120分鐘；在鋼管的余熱為200°C 300°C時(shí)，進(jìn)行高溫矯直。
全文摘要
海上石油平臺(tái)用高鋼級(jí)耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)方法，涉及無縫鋼管的生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，將冷定心處理后的鋼管先后經(jīng)熱軋、冷拔、熱處理后形成，本發(fā)明產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度Rm≥724MPa，屈服強(qiáng)度Rel≥586MPa，伸長率A≥22%，收縮率Z≥35%，沖擊吸收功Akv≥42J(-50℃)，硬度HBW217～237。以H2S飽和的0.5wt%冰醋酸和5wt%NaCl的水溶液為抗腐蝕試驗(yàn)介質(zhì)，在加載應(yīng)力為421.92MPa條件下，經(jīng)720小時(shí)實(shí)驗(yàn)后，均未發(fā)現(xiàn)宏觀斷裂裂紋，所有試樣標(biāo)距部分用10倍放大鏡檢查均未發(fā)現(xiàn)裂紋。是抗H2S腐蝕機(jī)械工程用無縫鋼管品種開發(fā)帶動(dòng)產(chǎn)品更新?lián)Q代工藝，適合海上石油平臺(tái)的專用設(shè)備。
文檔編號(hào)C21D9/08GK102367509SQ20101053429
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者王林林 申請(qǐng)人:江蘇誠德鋼管股份有限公司