CN104789878B

CN104789878B - 一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管及制备方法

Info

Publication number: CN104789878B
Application number: CN201510222198.2A
Authority: CN
Inventors: 张行刚; 马爱清; 姚晓乐; 刘金; 石晓霞; 余泽金; 王金龙; 孙文秀
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2035-05-05
Also published as: CN104789878A

Abstract

本发明公开了一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管及制备方法，属于冶金技术领域。为解决现有技术中油套管接箍需要有很好的淬透性以便于淬火处理的技术问题，钢管化学成分质量百分比为：C 0.28～0.32％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.10～1.30％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.60～0.80％、Mo 0.09～0.12％、Al 0.010～0.040％、Ti 0.020～0.040％，其余为Fe及杂质元素。其制备方法包括：炼钢生产过程、钢的轧制过程和轧态钢热处理过程。用于油气田下井钢管的连接。

Description

一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管及制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管及制备方法。

背景技术

油套管接箍主要用于油气田下井钢管的连接。油气井开采过程中，钢管长期处于恶劣的工况条件下，而且作为连接两根钢管的接头，连接处是最薄弱的环节，因此要求接箍料具有良好的综合性能，油套管接箍的热处理工艺一般都是调质生产工艺，要求淬火+回火处理，而调质后产品质量的好坏很大程度上决定于材料淬火的好坏，而材料淬火的好坏又决定于材料淬透性的好坏，而且接箍料要比管体料要厚，因此如果要使工件淬透，材料就必须有很好的淬透性，因此开发一种具有高淬透性的接箍料，使材料具有良好的综合性能具有非常重要的意义。

发明内容

因此，本发明针对现有技术中油套管接箍需要有很好的淬透性以便于淬火处理的技术问题，目的在于提供一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.28～0.32％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.10～1.30％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.60～0.80％、Mo 0.09～0.12％、Al 0.010～0.040％、Ti 0.020～0.040％，其余为Fe及杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.28％、Si 0.17％、Mn 1.10％、P0.013％、S 0.005％、Cr 0.60％、Mo 0.09％、Al 0.010％、Ti 0.020％，其余为Fe及杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.29％、Si 0.23％、Mn1.15％、P0.015％、S 0.006％、Cr 0.65％、Mo 0.10％、Al 0.020％、Ti 0.025％，其余为Fe及杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.30％、Si 0.27％、Mn1.20％、P0.016％、S 0.008％、Cr 0.70％、Mo 0.105％、Al 0.27％、Ti 0.030％，其余为Fe及杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.31％、Si 0.34％、Mn1.25％、P0.018％、S 0.009％、Cr 0.75％、Mo 0.11％、Al 0.34％、Ti 0.035％，其余为Fe及杂质元素。

进一步的，所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.32％、Si 0.37％、Mn1.30％、P0.020％、S 0.010％、Cr 0.80％、Mo 0.12％、Al 0.040％、Ti 0.040％，其余为Fe及杂质元素。

本发明还提供了制造上述任一种接箍料用无缝钢管的制备方法，所述制备方法包括：炼钢生产过程、钢的轧制过程和轧态钢热处理过程。

进一步的，所述炼钢生产过程包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸，转炉冶炼铁水全部采用预脱硫铁水，铁水要求S≤0.05％，P≤0.12％，终脱氧采用有铝脱氧，终点温度≥1630℃，出钢必须挡渣，如挡渣失败，必须扒渣处理，出钢过程中加入白灰块，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD脱气深真空压力≤0.10Kpa，深真空时间≥13分钟，然后加入Ti合金，VD后期喂入硅钙线，喂线后保证软吹时间≥15min。连铸拉速控制在1.5m/min，钢水的过热度≤30℃。

进一步的，所述钢的轧制过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、张力减径、冷床冷却、探伤，圆坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，预热温度控制在980℃-1150℃，加热段温度控制在1100℃-1280℃，均热段温度控制在1240℃-1290℃，轧管温度控制在1000℃-1200℃，张力减径温度≥850℃。

进一步的，所述轧态钢热处理过程采用淬火+回火调质工艺，P110钢级接箍料淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为610℃，保温90min；L80-1钢级接箍料淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为690℃，保温90min。

本发明的积极进步效果在于：材料的屈强比小，L80-1钢级接箍料屈强比≤80％，P110钢级接箍料屈强比在≤90％。可以保证材料断裂的安全性。制备的接箍料具有有高淬透性，淬火管体最小洛氏硬度值大于含量为90％马氏体的硬度值43HRC,比一般油套管接箍料要求的50％马氏体的硬度值要大的多,使得材料回火后具有良好的综合性能。

附图说明

图1为本发明的接箍料用无缝钢管的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管，其钢管化学成分质量百分比为：C 0.28～0.32％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.10～1.30％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.60～0.80％、Mo 0.09～0.12％、Al 0.010～0.040％、Ti 0.020～0.040％，其余为Fe及杂质元素。

共计5组实施例，各实施例钢管化学成分质量百分比如表一所示：

表一

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Al	Ti
										实施例1	0.28	0.17	1.10	0.013	0.005	0.60	0.09	0.010	0.020
实施例2	0.29	0.23	1.15	0.015	0.006	0.65	0.10	0.020	0.025

实施例3	0.30	0.27	1.20	0.016	0.008	0.70	0.105	0.270	0.030
										实施例4	0.31	0.34	1.25	0.018	0.009	0.75	0.11	0.340	0.035
实施例5	0.32	0.37	1.30	0.020	0.010	0.80	0.12	0.040	0.040

各实施例力学性能、屈强比及淬火后最小硬度值测试结果如表2所示：

表二

从表2可以看出，本发明的无缝钢管材料具有良好的力学性能，特别是两个钢级接箍料的屈强比小，且钢淬火后管体的最小洛氏硬度值均大于90％马氏体所对应的硬度值43，具有很好的淬透性。

制备上述各实施例任一种接箍料用无缝钢管的制备方法，制备方法包括：炼钢生产过程、钢的轧制过程和轧态钢热处理过程。

作为优选的实施方式，炼钢生产过程包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸，转炉冶炼全部采用预脱硫铁水，铁水要求S≤0.05％，P≤0.12％，来保证钢中夹杂物含量在较低的水平，终脱氧采用有铝脱氧，减少钢中气体特别是氧含量，终点温度≥1630℃，出钢必须挡渣，挡渣失败，必须扒渣，出钢过程中加入白灰块200kg，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD深真空压力≤0.10Kpa，深真空时间≥13分钟，然后加入Ti合金，保证Ti的收得率，VD后期喂入200m硅钙线，使钢中的夹杂物能充分变性，喂线后保证软吹时间≥15min使夹杂物能充分上浮。连铸采用横拉速，控制在1.5m/min，钢水的过热度≤30℃。

作为优选的实施方式，钢的轧制过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、张力减径、冷床冷却、探伤，管坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，严格控制炉温，温度均匀上升，预热温度控制在980℃-1150℃，加热段温度控制在1100℃-1280℃，均热段温度控制在1240℃-1290℃，保证材料加热均匀烧透又会过烧，轧管温度控制在1000℃-1200℃，保证钢管的轧制在材料塑性最好的温度区间，变形抗力小，张力减径温度≥850℃，相当于材料进行了一次正火，为后续的热处理做组织准备。然后在冷床进行冷却后进行探伤，保证材料内外表面的质量。

作为优选的实施方式，钢的热处理过程，采用淬火+回火调质工艺，通过不同的回火温度一个钢种调质出两个钢级的接箍，P110钢级接箍淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为610℃，保温90min；L80-1钢级接箍料淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为690℃，保温90min，严格控制回火炉温度的波动，保证材料的屈服强度在标准规定强度的中下线，降低材料的屈强比。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种高淬透性油套管接箍料用无缝钢管的制备方法，包括炼钢生产过程、钢的轧制过程和轧态钢热处理过程，其特征在于：所述炼钢生产过程包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸，转炉冶炼铁水全部采用预脱硫铁水，铁水要求S≤0.05％，P≤0.12％，终脱氧采用有铝脱氧，终点温度≥1630℃，出钢必须挡渣，如挡渣失败，必须扒渣处理，出钢过程中加入白灰块，LF精炼要求全程正常吹氩，采用从低数级到高数级升温方式，VD脱气深真空压力≤0.10KPa ，深真空时间≥13分钟，然后加入Ti合金，VD后期喂入硅钙线，喂线后保证软吹时间≥15min，连铸拉速控制在1.5m/min，钢水的过热度≤30℃，所述钢的轧制过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、张力减径、冷床冷却、探伤，圆坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热，预热温度控制在980℃-1150℃，加热段温度控制在1100℃-1280℃，均热段温度控制在1240℃-1290℃，轧管温度控制在1000℃-1200℃，张力减径温度≥850℃，制备得到的钢管化学成分质量百分比为：C 0.28～0.32％、Si 0.17～0.37％、Mn1.10～1.30％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.60～0.80％、Mo 0.09～0.12％、Al 0.010～0.040％、Ti 0.020～0.040％，其余为Fe及杂质元素，所述轧态钢热处理过程采用淬火+回火调质工艺，P110钢级接箍料淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为610℃，保温90min；L80-1钢级接箍料淬火温度为880℃，保温60min，回火温度为690℃，保温90min。