CN104874761A - 油气田管线钢管的冶金复合制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气田管线钢管的冶金复合制备方法，包括以下步骤：准备好浇铸材料，选用X52、X56、X60和X65钢级材料作为管线钢管的外层浇铸材料，选用304和316L的钢材料作为管线钢管的内层浇铸材料；采用离心浇铸的方法浇铸，先进行外层的浇铸，待外层浇铸完成后再浇铸内层，在浇铸的过程中需要严格控制内外两层的成分；对浇铸好的管线钢管进行热挤压和冷轧；对管线钢管进行热处理，热处理工艺主要包括正火和回火两个过程；对热处理后的管线钢管进行检验，并将合格品入库。通过本发明方法获得的管线钢管品质高，内外两层属于冶金复合，结合力较机械复合有很大的改善，可以进行大变形量的后续变形，内层金属具备高耐腐蚀性能，且便于制作成相应的无缝钢管。

Description

油气田管线钢管的冶金复合制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种油气田管线钢管的冶金复合制备方法。

背景技术

我国含酸性气的油气田很多，如新疆塔里木、四川和中原都有不少油气田处于深井、高温、高压和高腐蚀的恶劣环境。随着我国油井深度的加大、油气中所含杂质的增多，对于高温高压抗腐蚀的油井管的需求将呈现爆发性的增长。因此，对于油井管、管线用钢管的高温高压抗腐蚀性能要求会越来越高，但是目前符合这一特性的双金属复合管全部依赖进口。这些高耐蚀镍基合金无缝钢管材料中仅有1/3左右用于解决内层的耐腐蚀问题，其余2/3仅仅作为结构支撑材料使用，造成了资源的极大浪费。如果将这2/3部分用碳素钢材料来优选替代，一则可以解决镍基耐蚀合金材料的使用浪费，二则可选取性能更好的结构材料，提高无缝钢管的使用安全性问题。

目前，国内市面上的双金属复合管成型工艺，仍停留在机械复合(旋压、拉拔、胀形、碾压等)水平上，但是机械复合钢管存在以下缺点：1、内层和外层结合强度不够，其不能进行大变形量的后续变形；2、由于用于制造这种复合钢管的设备能力原因，对覆层要求比较厚的复合管不能解决两层的结合问题；3、对于覆层金属要求具备高耐腐蚀的材料的管子，其覆层的耐腐蚀材料难以制作成相应的无缝钢管。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种油气田管线钢管的冶金复合制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种油气田管线钢管的冶金复合制备方法，所述管线钢管包括内层和外层，包括以下步骤：

1)准备好浇铸材料，选用X52、X56、X60和X65钢级材料作为所述管线钢管的外层浇铸材料，选用304和316L的钢材料作为所述管线钢管的内层浇铸材料；

2)采用离心浇铸的方法浇铸，先进行外层的浇铸，待外层浇铸完成后再浇铸内层，在浇铸的过程中需要严格控制内外两层的成分；

3)对浇铸好的管线钢管进行热挤压和冷轧；

4)对管线钢管进行热处理，热处理工艺主要包括正火和回火两个过程；

5)对热处理后的管线钢管进行检验，并将合格品入库。

进一步地，在对管线钢管进行热处理时，正火温度应为900℃±20℃，保温1～2小时，冷却方法选用空冷或风冷均可。

进一步地，在对管线钢管进行热处理时，回火温度应为600℃±20℃，保温2～4小时，冷却方法为空冷。

具体地，热处理后所得到的管线钢管为冶金结合复合双金属无缝钢管。

本发明的有益效果在于：

本发明采用离心管坯加挤压及冷轧的工艺生产管线钢管，新开发的管线钢管的独特之处在于，它把初级工业材料和高技术的冶金处理过程结合起来，采用离心浇铸管坯挤压，再经冷轧(或冷拔)生产方式，从而获得高品质的复合产品，内外两层属于冶金复合，结合力较机械复合有很大的改善，可以进行大变形量的后续变形，内层金属具备高耐腐蚀性能，且便于制作成相应的无缝钢管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步具体描述：

本发明中的管线钢管包括内层和外层，本发明包括以下步骤：

1)准备好浇铸材料，选用X52、X56、X60和X65钢级材料作为管线钢管的外层浇铸材料，选用304和316L的钢材料作为管线钢管的内层浇铸材料；

2)采用离心浇铸的方法浇铸，先进行外层的浇铸，待外层浇铸完成后再浇铸内层，在浇铸的过程中需要严格控制内外两层的成分；

3)对浇铸好的管线钢管进行热挤压和冷轧；

4)对管线钢管进行热处理，热处理工艺主要包括正火和回火两个过程；

5)对热处理后的管线钢管进行检验，并将合格品入库。

本发明所述油气田管线钢管的冶金复合制备方法，在对管线钢管进行热处理时，正火温度应为900℃±20℃，保温1～2小时，冷却方法选用空冷或风冷均可。在对管线钢管进行热处理时，回火温度应为600℃±20℃，保温2～4小时，冷却方法为空冷。热处理后所得到的管线钢管为冶金结合复合双金属无缝钢管，在节约成本的基础上满足服役于油气田腐蚀环境的性能。

本发明所述油气田管线钢管的冶金复合制备方法，在浇铸的过程中内外两层的成分重量百分比如下：

表1 内、外层化学成份

本发明所述油气田管线钢管的冶金复合制备方法，以离心浇铸的生产方法制作管线钢管，由于实现了内外层间的冶金结合，形成很大的内外层结合力，所制备出的管线钢管在服役过程中不会因内外层金属承受较大剪切力而出现分层或者开裂现象。在热处理时要考虑内外两层金属材料的性能要求，本发明使用全新的热处理制度对油气田用双金属冶金结合复合无缝钢管进行热处理，既能满足外层金属强度的性能要求，也能保证内层金属耐腐蚀的要求。

本发明的优势主要表现在：传统工艺生产的双金属复合钢管都是采用机械结合的方法，而离心铸造技术是在液态下使双层材料熔合成型，所以做到了真正冶金结合的目的；离心铸造工艺是使钢液在远高于常规浇铸几十倍的重力条件下凝固成型，很好解决了铸态管坯内部疏松的问题，金属致密度高；其排渣、排气效果好，气体及夹杂物含量水平远好于(相同冶炼条件下的)传统工艺水平；离心铸坯的尺寸精度高，壁厚均匀，为后续加工产品的尺寸精度提供了有力保证；离心铸造工艺对于小批量、多品种多规格、高品质、高附加值钢的钢管生产，具有较高的灵活性；对于双金属复合钢管可以灵活地改变基层和复层的材质和厚度，来满足不同行业的用途和需要。

本公司利用此工艺所生产出的产品规格及公差如下：

表2

热挤压工艺是黑色金属中一种压力加工方法，它与锻造和轧制等压力加工方法相比，优越性如下：可以生产锻造和轧制都难以加工的低塑性高合金钢和合金，以及难熔材料；可以生产轧制不能得到或难以得到的复杂形状的实心或空心异型材；可以生产复合材料；生产组织灵活，变换规格方便；挤压产品各方向机械性能非常一致。

Claims (4)

1.一种油气田管线钢管的冶金复合制备方法，所述管线钢管包括内层和外层，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备好浇铸材料，选用X52、X56、X60和X65钢级材料作为所述管线钢管的外层浇铸材料，选用304和316L的钢材料作为所述管线钢管的内层浇铸材料；

2)采用离心浇铸的方法浇铸，先进行外层的浇铸，待外层浇铸完成后再浇铸内层，在浇铸的过程中需要严格控制内外两层的成分；

3)对浇铸好的管线钢管进行热挤压和冷轧；

4)对管线钢管进行热处理，热处理工艺主要包括正火和回火两个过程；

5)对热处理后的管线钢管进行检验，并将合格品入库。

2.根据权利要求1所述的油气田管线钢管的冶金复合制备方法，其特征在于：在对管线钢管进行热处理时，正火温度应为900℃±20℃，保温1～2小时，冷却方法选用空冷或风冷均可。

3.根据权利要求1所述的油气田管线钢管的冶金复合制备方法，其特征在于：在对管线钢管进行热处理时，回火温度应为600℃±20℃，保温2～4小时，冷却方法为空冷。

4.根据权利要求1所述的油气田管线钢管的冶金复合制备方法，其特征在于：热处理后所得到的管线钢管为冶金结合复合双金属无缝钢管。