CN115011874A - 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法 - Google Patents

一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115011874A
CN115011874A CN202210588012.5A CN202210588012A CN115011874A CN 115011874 A CN115011874 A CN 115011874A CN 202210588012 A CN202210588012 A CN 202210588012A CN 115011874 A CN115011874 A CN 115011874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
percent
equal
rod material
heating
economical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210588012.5A
Other languages
English (en)
Inventor
洪汛
李志明
胡斌
李琳琳
谷大伟
张尧
张存永
花晓多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN202210588012.5A priority Critical patent/CN115011874A/zh
Publication of CN115011874A publication Critical patent/CN115011874A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法,钢管化学成分按质量百分比计为C:0.20%~0.25%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.05%~1.20%,P≤0.015%,S≤0.010%,Cr:0.40%~0.60%,Mo 0.05%~0.20%,Als 0.005%~0.040%,其余为铁和不可避免的杂质。本发明在综合考虑产品性能及成本的基础上,筛选确定了非开挖钻杆料的化学成分、热轧和热处理生产工艺参数,在保证钢管尺寸精度满足用户加工要求,产品具有良好力学性能的前提下,实现生产成本的最低化。

Description

一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法
技术领域
本发明涉及无缝钢管生产技术领域,尤其涉及一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法。
背景技术
非开挖技术是指利用各种岩土钻掘设备,通过导向、定向钻进等手段在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖),敷设、更换和修复各种地下管线、电缆、电线等公用设施的施工新技术。非开挖技术起源于20世纪70年代,并于90年代传入我国,由于它不需要开挖面层,能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道等,节省了大量的投资和时间,是真正无污染、高效率的施工技术。因此广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复,也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。随着非开挖工程施工技术的广泛应用,对非开挖钻杆的需求也正在迅速扩大。
非开挖钻杆的连接方式基本采用加厚管端与接头通过螺纹连接或焊接连接的方式。因此保证非开挖钻杆工作稳定的关键因素在于壁厚和力学性能的均匀性,以及良好的强度、碳当量配合性。生产时主要的技术难点是:合理设计钢种成分,达到用户要求的力学性能,使产品同时具有高强度和良好的焊接性能。
授权公告号为CN 110656287 B的中国发明专利公开了“一种高强度钻杆用无缝钢管及其制造方法”,成分按质量百分比为:C 0.22~0.28%;Mn 0.45~0.65%;S≤0.008%;P≤0.015%;Si 0.17~0.35%;Ni 0.52~0.65%;Cr 0.85~1.00%;Cu≤0.20%;Mo 0.50~0.60%;Al 0.005~0.040%;Nb 0.02~0.05%;V 0.03~0.05%,余量为铁和不可避免的杂质。高强度钻杆用无缝钢管的制造工艺:转炉冶炼、炉外精炼LF+VD、连铸、连轧得到的管坯经过环形炉加热,然后穿孔,再采用MPM、PQF连轧后热处理。该发明通过合理的化学成分设计,添加少量的合金元素,在不大幅度提高成本的基础上,使钢管热处理后强度有较大幅度的提升,强度达到145PSI钢级。但其钢管的化学成分中含有Ni、Nb、V等高价合金元素,并且采用用MPM、PQF连轧工艺,导致生产成本较高。
发明内容
本发明提供了一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法,在综合考虑产品性能及成本的基础上,筛选确定了非开挖钻杆料的化学成分、热轧和热处理生产工艺参数,在保证钢管尺寸精度满足用户加工要求,产品具有良好力学性能的前提下,实现生产成本的最低化。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种经济型非开挖钻杆料,钢管化学成分按质量百分比计为C:0.20%~0.25%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.05%~1.20%,P≤0.015%,S≤0.010%,Cr:0.40%~0.60%,Mo 0.05%~0.20%,Als 0.005%~0.040%,其余为铁和不可避免的杂质。
成品钢管的组织为均质的回火索氏体,晶粒度7.0级。
成品钢管的抗拉强度≥1000Mpa,屈服强度931~1138Mpa,伸长率≥16.0%。
一种经济型非开挖钻杆料的制造方法,工艺过程包括:铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、方坯连铸、连轧、切断、加热、穿孔、抗氧化、PQF连轧、脱管、热处理、微张减及冷却;其中:
(1)加热工序中,各段温度控制:第一加热段1070~1170℃,第二加热段1145~1235℃,第三加热段1260~1300℃,均热段1260~1300℃,穿孔后温度1190~1240℃,加热速度≥6.5min/cm;
(2)热处理工序包括淬火+回火,采用中频感应炉加热;淬火温度为860℃±10℃,保温时间为20~30min;回火温度为520℃±10℃,保温时间为30~40min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
在综合考虑产品性能及成本的基础上,筛选确定了非开挖钻杆料的化学成分、热轧和热处理生产工艺参数,在保证钢管尺寸精度满足用户加工要求,产品具有良好力学性能的前提下,实现生产成本的最低化。
附图说明
图1是本发明所述经济型非开挖钻杆料的热轧态金相组织照片。
图2是本发明所述经济型非开挖钻杆料调质后的金相组织照片。
具体实施方式
本发明所述一种经济型非开挖钻杆料,钢管化学成分按质量百分比计为C:0.20%~0.25%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.05%~1.20%,P≤0.015%,S≤0.010%,Cr:0.40%~0.60%,Mo 0.05%~0.20%,Als 0.005%~0.040%,其余为铁和不可避免的杂质。
成品钢管的组织为均质的回火索氏体,晶粒度7.0级。
成品钢管的抗拉强度≥1000Mpa,屈服强度931~1138Mpa,伸长率≥16.0%。
一种经济型非开挖钻杆料的制造方法,工艺过程包括:铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、方坯连铸、连轧、切断、加热、穿孔、抗氧化、PQF连轧、脱管、热处理、微张减及冷却;其中:
(1)加热工序中,各段温度控制:第一加热段1070~1170℃,第二加热段1145~1235℃,第三加热段1260~1300℃,均热段1260~1300℃,穿孔后温度1190~1240℃,加热速度≥6.5min/cm;
(2)热处理工序包括淬火+回火,采用中频感应炉加热;淬火温度为860℃±10℃,保温时间为20~30min;回火温度为520℃±10℃,保温时间为30~40min。
加热时要严格按照加热制度进行,保证管坯温度均匀。同时严格控制加热时间,出现生产线小停机时,应严格按照工艺技术规程要求降温。
本发明经过调质后,其组织为回火索氏体,晶粒度7.0级。由于钢中加入了一定量的Cr、Mo等元素,对热处理制度严格要求,尤其是回火温度,以保证性能的稳定。经过调质后,得到良好、均质的回火索氏体。组织晶粒细小均匀,满足高性能的质量要求。
本发明所述经济型非开挖钻杆料的热轧态金相组织如图1所示,调质后金相组织如图2所示。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
【实施例】
本实施例中,经济型非开挖钻杆料的生产过程如下:
1、炼钢及轧钢过程,包括炼钢铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼[LF+VD/RH)]→方坯连铸→连轧(加热、轧制、精整)→检查;
2、钢管生产过程,包括原料验收→切断→加热→穿孔→抗氧化→PQF连轧→脱管→热处理→微张减→冷却→锯切→矫直→吹风→取样→探伤→检查→喷字标识→包装入库。
本实施例中,经济型非开挖钻杆料的化学成分见表1,主要控制的工艺参数见表2,力学性能见表3。
表1钢管化学成分(质量百分比%)
Figure BDA0003666612290000041
表2 PQF连轧及热处理工艺参数
Figure BDA0003666612290000042
表3产品力学性能
Figure BDA0003666612290000043
钢管外形尺寸及允许偏差见表4。
表4钢管外形尺寸及允许偏差
Figure BDA0003666612290000044
钢管直度偏差或弦高应符合以下规定:
a)对于接头螺纹大径≥4-1/2英寸的钢管,其直度偏差不应超过钢管总长度的0.15%;
b)在钢管每端距端面1.5m长度范围内的管端最大下垂量为2mm。
钢管毛坯按热处理制度进行热处理后制成试样,进行纵向拉伸性能检测。
钢管进行常温纵向夏比V型缺口冲击试验,其夏比V型缺口冲击试验的冲击吸收能量值要求及实测值如表5所示。
表5冲击吸收能量
Figure BDA0003666612290000051
钢管按表6逐支进行无损检验。
表6无损检验
检验项目 检验方法 验收等级
要求项 内、外表面的纵向、横向缺欠 超声或漏磁检验 L4
实施例1 内、外表面的纵向、横向缺欠 超声或漏磁检验 合格
实施例2 内、外表面的纵向、横向缺欠 超声或漏磁检验 合格
实施例3 内、外表面的纵向、横向缺欠 超声或漏磁检验 合格
钢管内、外表面均不得有裂纹、折叠、结疤、轧折、凹坑、内麻坑和离层,如有缺陷必须完全清除掉,清除后的壁厚不得超过所要求的最小壁厚。
上述钢管各项检验的取样数量、取样位置、取样方法和试验方法应符合表7的规定。
表7取样数量、取样位置、取样方法和试验方法
Figure BDA0003666612290000052
本实施例所生产的钢管,通过对用户的技术服务及时跟踪使用情况,用户使用后反馈加工性能良好,各项技术指标均满足非开挖钻具的设计要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种经济型非开挖钻杆料,其特征在于,钢管化学成分按质量百分比计为C:0.20%~0.25%,Si:0.20%~0.30%,Mn:1.05%~1.20%,P≤0.015%,S≤0.010%,Cr:0.40%~0.60%,Mo 0.05%~0.20%,Als 0.005%~0.040%,其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种经济型非开挖钻杆料,其特征在于,成品钢管的组织为均质的回火索氏体,晶粒度7.0级。
3.根据权利要求1所述的一种经济型非开挖钻杆料,其特征在于,成品钢管的抗拉强度≥1000Mpa,屈服强度931~1138Mpa,伸长率≥16.0%。
4.如权利要求1~3任意一种所述的经济型非开挖钻杆料的制造方法,其特征在于,工艺过程包括:铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、方坯连铸、连轧、切断、加热、穿孔、抗氧化、PQF连轧、脱管、热处理、微张减及冷却;其中:
(1)加热工序中,各段温度控制:第一加热段1070~1170℃,第二加热段1145~1235℃,第三加热段1260~1300℃,均热段1260~1300℃,穿孔后温度1190~1240℃,加热速度≥6.5min/cm;
(2)热处理工序包括淬火+回火,采用中频感应炉加热;淬火温度为860℃±10℃,保温时间为20~30min;回火温度为520℃±10℃,保温时间为30~40min。
CN202210588012.5A 2022-05-27 2022-05-27 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法 Pending CN115011874A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210588012.5A CN115011874A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210588012.5A CN115011874A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115011874A true CN115011874A (zh) 2022-09-06

Family

ID=83071025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210588012.5A Pending CN115011874A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115011874A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104532168A (zh) * 2015-01-09 2015-04-22 江西理工大学 高品质非调质钻探用无缝钢管及其制造方法
CN109778064A (zh) * 2019-01-11 2019-05-21 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种经济型555MPa级无缝钢管及其制备方法
CN110656287A (zh) * 2019-09-30 2020-01-07 鞍钢股份有限公司 一种高强度钻杆用无缝钢管及其制造方法
CN111455275A (zh) * 2020-04-08 2020-07-28 鞍钢股份有限公司 一种油气井射孔枪用无缝钢管及其制造方法
CN113789474A (zh) * 2021-09-14 2021-12-14 鞍钢股份有限公司 一种经济型非开挖钻杆用无缝钢管及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104532168A (zh) * 2015-01-09 2015-04-22 江西理工大学 高品质非调质钻探用无缝钢管及其制造方法
CN109778064A (zh) * 2019-01-11 2019-05-21 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种经济型555MPa级无缝钢管及其制备方法
CN110656287A (zh) * 2019-09-30 2020-01-07 鞍钢股份有限公司 一种高强度钻杆用无缝钢管及其制造方法
CN111455275A (zh) * 2020-04-08 2020-07-28 鞍钢股份有限公司 一种油气井射孔枪用无缝钢管及其制造方法
CN113789474A (zh) * 2021-09-14 2021-12-14 鞍钢股份有限公司 一种经济型非开挖钻杆用无缝钢管及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101623719B (zh) 核电热交换器用不锈钢传热管的制造方法
CN111360066B (zh) 一种低成本少红锈高强抗震螺纹钢钢筋生产方法及***
CN101825200B (zh) 一种钛合金tc4热轧管及其制备方法
CN109500130B (zh) 一种直径920㎜的长管拖车气瓶用无缝钢管的制造方法
CN104089109B (zh) 一种625MPa级UOE焊管及其制造方法
EP2028284A1 (en) High-strength seamless steel pipe for mechanical structure which has excellent toughness and weldability, and method for manufacture thereof
CN101481995A (zh) 一种高钢级石油套管和油管制造工艺
MX2013004025A (es) Metodos de fabricacion de tubos de acero para varillas de perforacion con propiedades mecanicas mejoradas, y varillas obtenidas a traves de los mismos.
CN104894485A (zh) 耐高温抗脆断Φ508mm以上核电站用无缝钢管的生产方法
CN109023120B (zh) 一种页岩气井用高强度高韧性焊接套管及其制造方法
CN104438334A (zh) 中口径9Ni低温用无缝钢管及生产方法
CN105925883A (zh) 一种高强高韧n80q石油套管及其制造方法
CN101407894A (zh) 一种炉卷轧机生产的高强度x100管线钢及其生产工艺
CN108411194A (zh) 一种抗酸性腐蚀x60ms管线钢及其制备方法
CN100408905C (zh) 一种压力管道用无缝钢管的制造方法
CN113802041B (zh) 一种可应用于先进超超临界机组的铁镍基合金无缝管材的制造方法
US20220064746A1 (en) POST-WELD HEAT TREATMENT METHOD FOR 1,300 MPa-LEVEL LOW-ALLOY HEAT TREATED STEEL RAIL
CN101168823A (zh) 一种高塑性连续油管用钢及其制造方法
CN109624435A (zh) 一种石油天然气输送管线用不锈钢复合板及其制备方法
CN114055092A (zh) 高镍合金结构钢制作风洞超高压管件的方法
US20090065102A1 (en) High Strength Seamless Steel Pipe for Machine Structure Use Superior in Toughness and Weldability, and Method of Production of The Same
CN115011874A (zh) 一种经济型非开挖钻杆料及其制造方法
CN110216420B (zh) 一种用于履带式起重机弦腹臂的焊接钢管的制造方法
CN109338222B (zh) 一种中高压地层封堵用膨胀套管及其制造方法
CN111663079A (zh) 一种耐高压无缝钢管的加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220906

RJ01 Rejection of invention patent application after publication