[發明專利]一種N08028合金無縫鋼管的制造方法

有效

• 申請號: 201310348669.5
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103447760A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王黎暉;鞏國平;葉海潮;于滿;王明新;宋亞峰;劉富強;王磊;邢德科;龐于思;張愛亮;張學濤;徐曉雷;申勇;高杰;郝云龍;劉靜;邵海麗
• 申請（專利權）人: 新興鑄管股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

技術領域

本發明涉及無縫鋼管制造技術領域，尤其是油井用無縫鋼管的制造。

背景技術

自20世紀60年代開始，隨著超深、高硫油氣井相繼被發現和開采，對油井管、油套管及接箍料用無縫鋼管的要求變得越來越苛刻。目前，世界油氣田中大約1/3含有H₂S氣體，我國油氣資源中，大部分含有CO₂和H₂S。其中，部分油井氣僅含CO₂或僅含H₂S，而更多的油井氣同時含有CO₂和H₂S。由于這類油氣井中含有大量的H₂S、CO₂、Cl^-等腐蝕性介質，普通的碳鋼、低合金鋼乃至13Cr、22Cr等不銹鋼已無法滿足開采環境的要求，石油行業迫切需要開發出具有更好耐蝕性的油井用無縫鋼管材料。高鎳合金與一般不銹鋼相比，不僅具有良好的抗全面腐蝕、局部腐蝕以及應力腐蝕的能力，還具有良好的綜合力學性能和冷、熱加工性能，因此各種高鎳合金便很快應用到了耐蝕油井用無縫鋼管的制造中，UNS?N08028合金便是其中的一種。（UNS是UNIFIED?NUMBERING?SYSTEM“統一編號系統”的縮寫，是由美國機動車工程師學會SAE和美國材料與試驗協會ASTM于1967年共同設計的一種便捷地編號系統。目前該編號系統已在SAE和ASTM標準中形成文件加以詳細說明。SAE標準號為J1086，ASTM標準號為E527，名稱為“金屬和合金編號推薦方法”。UNS編號系統的編號方法是由一個字母和五位數字組成，N00001～N99999代表鎳和鎳合金，UNS?N08028對應的中國不銹鋼牌號為0Cr27Ni31Mo3Cu）。

UNS?N08028合金含Cr量高達27%且含Mo的高合金奧氏體不銹鋼,具有良好的力學性能和機械加工性能，在腐蝕性介質中可形成鈍化膜隔絕基體和腐蝕介質的接觸從而具有優良的耐蝕性。接箍料為連接油井管或油套管的接箍提供的管料，N08028合金油井管、油套管及接箍料用無縫鋼管可滿足石油開采環境的要求。

目前，無縫鋼管的制造方法非常多，有周期軋制方法、頂伸方法、擠壓方法、連軋方法、斜軋方法及配套冷軋、冷鍛方法等，一般方法均為采用軋坯或鍛坯作為原料進行穿孔、延伸軋制的方法。

UNS?N08028合金無縫鋼管由于高溫變形抗力大，熱穿孔非常困難，只能采用機械鉆擴孔的方式形成空心管坯。采用該種方式不僅造成心部材料的浪費，金屬收得率與成材率低，而且機械鉆擴孔的難度極高，熱加工困難，廢品率較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種N08028合金無縫鋼管的制造方法，材料利用率高，制造成本和廢品率較低，產品質量好，不僅能滿足耐蝕性能要求，而且具有較高的強度和硬度，能滿足油氣田苛刻環境的工作要求。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種N08028合金無縫鋼管的制造方法，包括下述步驟：?

（1）離心鑄造：采用離心鑄造技術生產N08028合金空心管坯，空心管坯在大于950℃下入水淬水后均質化處理，再對空心管坯的內、外表面進行機械加工，清洗；

（2）徑向鍛造：將空心管坯加熱到1100℃～1250℃后，對空心管坯添加玻璃粉潤滑劑，利用徑向鍛造機對空心管坯進行徑向鍛造，形成徑向鍛坯，徑向鍛坯在大于950℃下入水淬水后對其內、外表面及端面進行機械加工；

（3）熱擴孔：對徑向鍛坯依次進行預熱、一次感應加熱和內外表面添加玻璃粉潤滑劑后，利用擴孔機對徑向鍛坯進行熱擴孔，形成坯料；

（4）熱擠壓：對坯料依次進行水除鱗、二次感應加熱和內外表面添加玻璃粉潤滑劑后，利用擠壓機對坯料進行熱擠壓成型，形成熱擠壓荒管,?熱擠壓荒管在大于950℃下入水淬水；

（5）冷變形：對熱擠壓荒管進行固溶處理后，利用冷軋機組或徑向鍛造機對熱擠壓荒管進行冷變形，形成無縫鋼管。

進一步的，無縫鋼管為油井管、油套管及接箍料。

進一步的，步驟（1）中均質化處理溫度為1050℃～1200℃，保溫時間大于10小時。

步驟（1）中對空心管坯的機械加工為：外表面單邊加工去掉2mm～6mm，內表面單邊加工去掉3mm～12mm。

步驟（2）中對徑向鍛坯的機械加工為：外表面加工去掉0.5mm～3mm，內表面加工去掉1mm～5mm，兩個端面各加工去掉10mm～30mm。