[發明專利]一種油套管鋼種及生產工藝

有效

• 申請號: 201310569795.3
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103556084A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 鄒喜洋;施琪;尹清金;李飛
• 申請（專利權）人: 江蘇華菱錫鋼特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C21D1/18;C21D8/10;B21B19/00;B21B15/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

????本發明屬于低合金鋼技術領域，具體涉及一種油套管鋼種。

背景技術

油套管因為其市場需求量大，其規格利于生產，備受廣大無縫鋼管生產廠家的青睞，國內生產的石油油管和套管，主要是以美國石油學會的API?SPEC?5CT《套管和油管規范》為標準，在API?5CT?9th標準中，所有鋼級為H40、J55、K55、N80-1、N80-Q、R95、M65、L80-1、L80-9Cr、L80-13Cr、C90-1、T95-1、C110、P110、Q125-1，對于M65、N80Q、L80-1、R95、P110鋼級油套管管體，國內廠家均采用不同材質的鋼管生產不同鋼級的油套管，這樣一方面對坯料的管理增加負擔，對生產組織不利，另一方面很多企業在調質鋼中加入了很多合金元素（如Cr、Mo、V等）生產，這樣生產出來的油套管雖然性能很好，但是其成本太高，不利于市場競爭。

發明內容

表1為API?5CT?9th《套管和油管規范》中各鋼級的成分要求。

表1??API?5CT?9th各鋼級的成分要求

為解決上述問題，達到表1的要求，本發明公開了一種油套管鋼種及生產工藝，生產成本較低的中碳錳鋼(32Mn2鋼)，實現生產API?5CT中J55、M65、N80Q、L80-1、R95、P110鋼級油套管管體。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種油套管鋼種，其特征在于：以重量百分比計，該油套管鋼種的材料由如下成分組成：C：0.28-0.36%，Si：0.17-0.32%，Mn：1.10-1.60%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Cu：≤0.20%，Ni：≤0.20%，Cr：≤0.25%，Mo：≤0.10%，V：≤0.08%，Al：0.008-0.030%，其它元素：≤0.15%，余量為Fe。

上述一種油套管鋼種，其他元素重量百分比為：As：≤0.030%，Sn：≤0.020%，Pb：≤0.010%，Sb：≤0.010%，Bi：≤0.010%，As+Sn+Pb+Sb+Bi：≤0.050%。

本發明所述的一種油套管鋼種即為上述的中碳錳鋼，牌號為32Mn2鋼，其成分完全滿足API?5CT?9th標準中J55、M65、N80Q、L80-1、R95、P110鋼級成分要求，這些鋼級的強度范圍大，同時需要滿足較好的韌性，要用一個鋼種同時滿足這些要求，是32Mn2成分設計的關鍵所在。

將32Mn2鋼的C含量控制在0.28%-0.36%，Mn含量控制在1.10%-1.60%，主要是為了保證鋼管的強度；有意添加0.008%-0.030%的Al,起細化晶粒作用，提高了32Mn2鋼的沖擊性能，并滿足了API?5CT對油套管用鋼必須為細晶粒鎮靜鋼的要求；限制鋼中五害元素（As、Sn、Pb、Sb、Bi）含量，主要是為了保證鋼水的純凈度，以防產品在生產和服役過程中產生缺陷；Cu、Ni、Cr、Mo、V等元素為殘余元素，其余元素為Fe元素。

油套管鋼種的加工工藝，其特征在于：包括以下工藝流程：轉爐或電爐冶煉→爐外精煉→連鑄圓管坯→熱軋無縫鋼管→熱處理→油套管管體。

其中熱軋工藝流程為：管坯鋸切→上料→環形爐加熱→錐形穿孔→軋管→再加熱爐加熱→高壓水除鱗→定減徑→冷床冷卻→切頭尾、分段鋸→矯直→吸灰→探傷→人工檢驗→稱重→噴標→轉入熱處理。

上述流程中所述的環形爐加熱里加熱段溫度為1000℃-1300℃，均熱段溫度額為1200℃-1270℃。

上述加工工藝中所述的熱處理分為：用本發明所述的油套管鋼種生產J55鋼級油套管，采用熱軋、在線常化、離線正火等方法；用本發明所述的油套管鋼種生產M65、N80Q、L80-1、R95、P110鋼級時，則需調質處理。

上述熱處理中所述的調質分為淬火加回火，淬火加熱爐為步進梁式加熱爐，燃料為天然氣或天然氣與煤氣的混合氣體，以水為淬火冷卻介質，淬火前，冷卻水水溫≤35℃，淬火采用內噴外淋式水淬，步進梁式加熱爐加熱溫度為920±10℃，步進周期、外淋水量和內噴水量需根據鋼管的規格來調整，以生產177.80mm*9.19mm的套管為例，其步進周期為41s，外淋水量為2100-2500m³/h，內噴水量為750-1100?m³/h。