[發明專利]一種改變低碳微合金鋼焊縫組織與性能的方法

有效

• 申請號: 201710193226.1
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106906347B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 畢宗岳;張萬鵬;楊忠文;田小江;張錦剛;嚴繼軒;余晗;喬凌云;張曉娟
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: C21D9/50
• 分類號: C21D9/50;C21D8/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/22;C22C38/20;C22C38/28;C22C38/58;C22C38/42;C22C38/40;C22C38/44;C22C38/48
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種改變低碳微合金鋼焊縫組織與性能的方法，采用中頻感應快速加熱法將低碳微合金鋼焊縫加熱至820℃～950℃，在該溫度范圍內，對低碳微合金鋼焊縫施加外力使其塑性變形；冷卻至150℃以下，再次將低碳微合金鋼焊縫加熱至650℃～780℃，在該溫度范圍內，對低碳微合金鋼焊縫再次施加一定外力使其產生塑性變形；空冷至室溫。采用本發明中的方法，可以改變低碳微合金鋼焊縫的鑄態組織，使其組織與母材相近或一致，同時焊縫綜合性能也與母材基本一致，避免了焊縫在使用過程中因組織粗大、硬度過高、殘余應力過大及焊縫形貌不佳帶來的開裂、腐蝕等問題，或因焊縫不能達標而報廢，使斜焊縫連續管的壽命可達與母管壽命的95％以上。

技術領域：

本發明涉及一種低碳微合金鋼，特別是涉及一種改變低碳微合金鋼焊縫組織與性能的方法。

背景技術：

油氣開采中要用到大量油井管材，管材的價值占石油設備總資產的60％。石油專用鋼管的質量、品種、性能對石油工業的發展關系重大。傳統油井管一般長度為10米左右，作業時通過接箍或者焊接進行連接，作業時間很長，效率低下。由于接頭多，并且接頭處性能與管體相比差別較大，容易產生安全事故，存在很大安全風險。

連續管(Coiled Tube，CT)是一種單根長度可達萬米的新型管材，可攜帶作業工具進行修井、測井、鉆井、完井等各種作業，還可以用作輸油、輸氣管線或者特殊的軍事用途。連續管與傳統鋼管最大的不同之處在于，傳統成品鋼管是按定尺長度(如12米)包裝運輸，在現場使用中再采用環焊工藝對接起來投入使用。而連續管單根長度可達萬米，成品纏繞在卷筒上，使用時打開，完成作業后重新纏繞在卷筒上備下次使用。因而傳統鋼管在成品12米外可以有缺陷，切除后不影響其它位置鋼管質量，而單根近萬米連續管卻不能有一處缺陷，否則整根萬米鋼管全部報廢。另外，傳統鋼管焊接后一般再不能回收使用，屬于一次性耗材，而連續管使用完后纏繞在卷筒上，可以重復使用多次，大大提高了管材使用率，降低了材料成本。

連續管的制造技術難度很大，如何一次性連續生產單根萬米連續管，并保證單根近萬米連續管產品各個位置性能的均勻一致性，是連續管制造技術關鍵難點之一。最初的連續管采用的是環焊對接的制造工藝，采用這種工藝制造的連續管環焊縫使用壽命不到母管的25％，而且由于焊縫質量的不穩定性，經常會出現突然斷裂的情況，風險很大。隨著鋼鐵冶煉與軋制技術的進步，連續管產品所用的卷板長度越來越長，連續管的單根長度也達到了兩三百米，但環焊縫的隱患依然存在。常用低碳微合金鋼連續管管徑在25.4毫米～89毫米，單根長度在3000米以上，要一次性生產3000米以上的連續管，就需要單根長度3000米以上的熱軋鋼帶作為原料。僅僅依靠鋼鐵技術的進步很難徹底解決這個技術難題。

現代鋼管制造技術的進步，鋼管的連續生產已不是難題，采用活套技術或在線對接技術，將熱軋鋼帶在鋼管成型前焊接在一起，就可以實現鋼管的連續生產。但由于焊縫質量不可靠，鋼帶對接焊縫位置在鋼管成型焊接完成后，一般都會切除。通常情況下，用戶也不會接受對接管。

二十世紀八十年代，連續管的制造工藝中也改進了鋼帶對接技術，優化了對接焊縫質量，淘汰了環焊技術對接的連續管產品，使連續管焊縫位置的壽命大幅提高，達到了母材的60％以上。但由于焊縫本身組織性能與母材的差異較大，對接焊縫位置仍然是整個連續管最為簿弱的地方，加之由于連續管長期在油氣井中作業應用，井下服役環境極其惡劣，既要承受拉、壓、彎等復合載荷作用和塑性變形引起的疲勞，又要受到硫化氫、氯離子、水等腐蝕介質的腐蝕影響，同時還有溫度的影響，因此，該位置仍然是發現缺陷或產生斷裂較多的地方，安全隱患最高。

發明內容：