[發明專利]深海井口套管掛用8630MOD3-120K鍛件的生產工藝

在審

• 申請號: 202110362592.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113106342A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 周勇;葛輝
• 申請（專利權）人: 蘇州雷格姆海洋石油設備科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;C22C38/60;C21D1/18;C21D1/28;C21D6/00;C21D9/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了深海井口套管掛用8630MOD3?120K鍛件的生產工藝，化學成分及重量百分比為：C:0.25～0.33；Si:0.15～0.35；Mn:0.7～1.1；P:≤0.015；S:≤0.01；Cr:0.85～1；Ni:0.75～0.9；Mo:0.35～0.45；Cu:≤0.25；Ti:≤0.025；Bi:≤0.01；N:≤0.012；Nb:≤0.02；Al:0.02～0.035；Sn:≤0.02；V:0.002～0.03；B:≤0.001；Pb:≤0.01；As:≤0.03；Sb:≤0.03；H:≤2ppm；O:≤25ppm；CE:＜0.831，其余為Fe，DI值大于8.0。

技術領域

本發明涉及深海井口套管掛用8630MOD3-120K鍛件的生產工藝。

背景技術

中國已成為全球最大的原油和天然氣進口國，油氣對外依存度依舊呈上升趨勢，面臨的能源安全形勢十分嚴峻。大力發展海洋油氣產業，提升海洋油氣勘探開發力度，既是貫徹落實中央關于加大國內油氣勘探開發工作力度，保障國家能源安全要求的具體舉措，也是保障中國能源安全的必然要求。作為海洋大國，我國海洋油氣資源豐富，但總體勘探程度相對較低，海洋油氣是我國長期、大幅增產的重要領域。因此，國家大力提倡海洋油氣自主勘探力度，積極布局全球海洋油氣產業工作。在此背景下，深海油氣資源的開采離不開高性能裝備的支持，而制造高性能裝備更是需要以高性能材料作為基礎。

深海井口套管掛鍛件需滿足API規范及DNVGL-RP-0034SFC2級別的要求，屈服強度需要滿足120KSI，低溫材料沖擊韌性需要滿足-18度大于70J，且抗H₂S腐蝕。由于套管掛上端要回接其他油氣開采用的套管掛，故需要在上端內壁中堆焊625鎳基合金而起到防腐防磨作用，堆焊后的強度也需要滿足110K級別。

對于普通美標8630材料，常規的化學成分配比和熱加工工藝很難保證套管掛鍛件整體截面的性能要求滿足85KSI屈服強度指標，按照DNVGL-RP-0034水下鍛件規范要求進行的測試結果往往出現局部強度偏低或低溫沖擊韌性差等情況，特別是需要在經歷580度保溫16小時的焊后模擬熱處理工藝后滿足110KSI的屈服強度。按照一般8630鍛件制造工藝不能夠穩定通過水下鍛件規范所要求的評定試驗，無法滿足深海鍛件應用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種深海井口套管掛用8630MOD3-120K鍛件的生產工藝，通過此工藝生產出來的8630MOD3-120K材質的套管掛鍛件在不損失沖擊韌性的情況下能夠提高強度、增加材料的淬透性，滿足焊前120K強度以及焊后模擬熱處理后可穩定達到110KSI級別性能。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：深海井口套管掛用8630MOD3-120K鍛件的生產工藝，其生產步驟如下：

取化學成分為：C:0.25～0.33％；Si:0.15～0.35％；Mn:0.7～1.1％；P:≤0.015％；S:≤0.01％；Cr:0.85～1％；Ni:0.75～0.9％；Mo:0.35～0.45％；Cu:≤0.25％；Ti:≤0.025％；Bi:≤0.01％；N:≤0.012％；Nb:≤0.02％；Al:0.02～0.035％；Sn:≤0.02％；V:0.002～0.03％；B:≤0.001％；Pb:≤0.01％；As:≤0.03％；Sb:≤0.03％；H:≤2ppm；O:≤25ppm；CE:＜0.831％，其余為Fe，DI值大于8.0的鋼坯為原料；

先將鋼坯預熱，預熱完成后將鋼坯置入鍛造爐中進行加熱，當鋼坯溫度達到始鍛溫度時，進行恒溫保溫，保溫時間以0.5h/inch～1.5h/inch(inch為鋼坯最大壁厚尺寸)計算，然后采用WHF鍛造法及FM鍛造法對鋼坯進行橫向縱向三次反復鐓拔，使鋼坯鍛造成帶有內孔的套管掛鍛件，始鍛溫度不大于1200℃，終鍛溫度為850～900℃，整個鍛造過程中溫度控制在850～1200℃之間，綜合鍛造比大于6:1，最后一次鐓拔變形量不小于20％；