[發(fā)明專利]一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009845.8
• 申請(qǐng)日: 2012-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN102534372A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚成嘉;任勇強(qiáng);謝振家;賀飛;湯忖江;郭暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/14
• 分類號(hào): C22C38/14;C21D8/10;E21B17/01
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法，其特征是P110級(jí)膨脹管的成分質(zhì)量百分比為：0.1wt%～0.3?wt%的C；0.70?wt%～2.0?wt%的Mn；0.3?wt%～1.5?wt%的Si；0?wt%~1.0?wt%的Al；0.02?wt%~0.1?wt%的Nb；0wt%~0.02wt%的Ti；0wt%~?0.01wt%的S；0wt%~?0.015wt%的P；余量為Fe；制備步驟如下：

1）根據(jù)所述膨脹管的成分鑄造并軋制合金板；

2）對(duì)步驟1）所述合金板進(jìn)行卷板加工，然后焊接制成膨脹管；

3）將步驟2）所述膨脹管置入電阻式加熱爐中進(jìn)行正火處理，以5℃/s的加熱速度加熱至設(shè)定溫度并保溫足夠時(shí)間使之完全奧氏體化；保溫溫度為900℃~920℃，保溫時(shí)間為30min~60min；后將膨脹管迅速淬入常溫態(tài)的水中，冷速為60℃/s淬至室溫，使管材得到完全馬氏體；

4）將經(jīng)過步驟3）淬火處理的膨脹管再次置于電阻式加熱爐中，以5℃/s的加熱速度加熱至T₁~T₂之間的亞溫區(qū)，其中T₁=A_C3-50℃，T₂=?A_C1~?A_C1+10℃，A_C3為鋼在平衡加熱時(shí)從珠光體剛好完全轉(zhuǎn)化為奧氏體的相變溫度，A_C1為鋼在平衡加熱時(shí)剛好發(fā)生珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度，當(dāng)管材達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，保溫足夠的時(shí)間使管材組織發(fā)生部分奧氏體化；設(shè)定的保溫溫度為750℃~780℃，保溫時(shí)間為900s；

5）將膨脹管初次淬入液體淬火介質(zhì)中，采用在線噴淋淬火，冷速為30℃/s~60℃/s，使管材的溫度達(dá)到T₃~T₄之間的溫度區(qū)間，即300℃~320℃，其中：T₃低于Ms點(diǎn)、T₄高于M_f點(diǎn)，Ms為鋼在淬火過程中過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，M_f為馬氏體相變的結(jié)束溫度；根據(jù)淬火溫度的高低，將有不同比例的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變；

6）將膨脹管迅速再次置于爐溫為T₅的電阻式加熱爐中，T₅介于350℃~450℃之間，在此溫度下保溫300s?~900s，碳由馬氏體擴(kuò)散至奧氏體中，使奧氏體富碳；

7）最后，將膨脹管從爐中取出空冷或水淬至室溫，獲得由馬氏體、鐵素體、富碳?xì)堄鄪W氏體以及彌散析出的納米級(jí)碳化物的多相、多尺度組織構(gòu)成低合金高強(qiáng)、高韌、高塑鋼膨脹管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法，其特征在于P110級(jí)膨脹管的成分質(zhì)量百分比為：0.15wt%~0.25wt%的C；1.5wt%~2.0%的Mn；1.0wt%~1.5wt%的Si；0.3?wt%~1.0?wt%的Al；0.05?wt%~0.1?wt%的Nb；0.01wt%~0.02wt%的Ti；0?wt%~0.005?wt%的S；0wt%~0.015?wt%的P；其余為Fe。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法，其特征在于，所得的P110鋼級(jí)膨脹管管材經(jīng)熱處理后的指標(biāo)為：屈服強(qiáng)度達(dá)到≧760MPa；管材的抗拉強(qiáng)度≧1016MPa；管材總的伸長(zhǎng)率≧27%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法，其特征在于，步驟5）和6）之間的間隔時(shí)間不要超過5s，以免淬火過程中得以保留的那部分殘余奧氏體因管材溫度下降過多而無法穩(wěn)定存在，最終轉(zhuǎn)化為馬氏體或貝氏體而導(dǎo)致后續(xù)的配分工藝失效。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油天然氣開采用P110級(jí)膨脹管的制備方法，其特征在于，對(duì)步驟2）所述合金板進(jìn)行卷板加工，然后焊接制成膨脹管在焊接過程中對(duì)膨脹管的內(nèi)、外焊縫毛刺處進(jìn)行砂輪打磨，清除毛刺。