[發明專利]一種含稀土耐CO2/H2S腐蝕的C90鋼級油井管及其生產方法

無效

• 申請號: 201310167989.0
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103343294A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 豐小冬;劉金;石曉霞;趙強;金文俊;張行剛
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D8/10;C21D1/25
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

一、所屬技術領域：

本發明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領域，涉及一種含稀土耐CO₂/H₂S腐蝕的C90鋼級油井管及其生產方法。?

二、背景技術：

我國部分油田的油層中存在CO₂、H₂S氣體和水分，這對油套管及井下開采設備帶來嚴重的腐蝕問題，而且難以預測。CO₂腐蝕主要為局部腐蝕，H₂S腐蝕主要有應力腐蝕(SSC)和氫致開裂(HIC)兩種破壞型式，這三種破壞型式在石油天然氣開采行業中均產生過嚴重的事故。耐CO₂/H₂S腐蝕與高鋼級相互矛盾。為此，國內外相繼開發了抗CO₂/H₂S腐蝕的高鋼級油井管，這些材料的應用有效的防止了CO₂/H₂S的腐蝕對鋼管產生的破壞。?

經檢索，中國發明專利“抗二氧化碳和硫化氫腐蝕用低合金鋼”(專利申請號：02137308.6)，其存在以下問題和缺點：?

1.化學成分范圍太寬，冶煉、制管及熱處理工藝均不明確，可操作性不強；?

2.元素Cu(重量％≥0.50％)含量相對偏高，這會給冶煉、軋制過程造成一定的難度。?

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種殘余應力低、強韌性能匹配高、晶粒細小、耐CO₂/H₂S腐蝕性能高的含稀土C90鋼級油井管及其生產方法。?

本發明的目的是這樣實現的：?

將重量百分比90％的高爐鐵水與10％的優質廢鋼作為原料。?

以下述工藝流程進行生產：首先對上述高爐鐵水進行預處理，然后與上述優質廢鋼一同加入頂底復吹轉爐進行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位?進行精煉，精煉完成后進入VD工位進行真空脫氣處理，再進行圓坯連鑄，并將連鑄坯切割成管坯，然后對連鑄管坯進行加熱，對加熱好的管坯進行穿孔和連軋使其成為連軋管，將鋼管進行再加熱提溫，經過定徑之后送入冷床冷卻，然后實施鋸切，對切好的鋼管進行熱處理，然后進行矯直，最后經探傷檢測，合格者經螺紋加工后即為耐CO₂/H₂S腐蝕的C90鋼級油井管成品。?

其工藝流程簡述為：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空處理→圓坯連鑄→切割→管坯加熱→穿孔→連軋→再加熱→定徑→冷卻→鋸切→熱處理→矯直→探傷→螺紋加工。?

連鑄圓管坯的生產過程如下所述：?

1、將高爐鐵水經預處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。?

2、將預處理后的鐵水兌入頂底復吹轉爐，加入(重量百分比)10％優質廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。?

3、在LF爐進行精練：精煉全過程按要求正常吹Ar，采用從低級數到高級數逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作。?

4、LF爐精煉結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲。?

5、進行VD真空處理：真空度≤0.10KPa，深真空時間≥13分鐘。?

6、喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8-10分鐘吹Ar；將經過VD真空處理后的鋼水進行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝；控制鋼水過熱度；鑄坯經過矯直后，火焰切割為圓管坯。?

對管坯進行化學成分化驗，管坯的化學成分應符合下述要求(重量百分比％)：C0.13-0.18；Si?0.10-0.30；Mn?0.60-0.90；P≤0.015；S≤0.005；Cr?2.70-3.00；Mo?0.30-0.50；NiO.10-0.30；CuO.10-0.30；Ti?0.01-0.03；Al?0.01-0.04；稀土元?素RE?0.0005-0.0100；余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素。?

所述稀土元素RE為Ce、La的混合稀土金屬，它們的重量百分比分別為：Ce?67％、La?33％。?

加入稀土元素能夠起到改善非金屬夾雜物形態、強化晶界等作用，從而取得提高耐腐蝕性能和沖擊韌性的效果。?

將成分化驗合格及硫印不大于2.0級的連鑄圓管坯進行制管，制管過程如下：?