專利名稱：：一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種低合金鋼制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：接箍連接是目前油井管進行連接的最常用的方法，其所用接箍通常由厚壁無縫鋼管制造，該鋼管除強度要求外還對韌性指標有明確的要求。熱軋無縫鋼管特殊的生產(chǎn)工藝決定了厚壁管沖擊韌性低，得不到較好的強韌性匹配，目前的改善措施一種是通過成分調(diào)整，提高貴重金屬的含量來達到；一種是采用熱處理方法。以上兩種方式都需要較高的成本，為降低成本又達到鋼管韌性的目的，開始出現(xiàn)在線?；夹g(shù)，它是將連軋脫棒后的鋼管溫度降至Arl溫度以下，使奧氏體完全分解，之后用再加熱爐重新加熱奧氏體化，而后進行定徑軋制，利用重結(jié)晶細化奧氏體晶粒，這樣定徑后空冷的鋼管晶粒會比以前有所細化，使鋼管韌性提高。例如美國專利US5186769、英國專利GB2101014A、英國專利GB2137539A，但在線常化技術(shù)對提高鋼管強度作用不大，為提高強度，出現(xiàn)了加快定徑后冷卻速度，獲得貝氏體組織的加速冷卻工藝。定徑后的加速冷卻獲得貝氏體組織的工藝雖可提高鋼管的強韌性能，例如中國專利02145363.2，但仍有不足之處，一是由于管材生產(chǎn)工藝特點決定了對貝氏體組成比例的控制將是一個生產(chǎn)上的難題，一旦上貝氏體、下貝氏體和粒狀貝氏體的比例控制不當，則鋼管的沖擊韌性會急劇變壞；二是從900°C以上的終軋溫度快速冷到貝氏體組織轉(zhuǎn)變的低溫區(qū)，將在鋼管內(nèi)產(chǎn)生很大應(yīng)力，易造成鋼管彎曲、變形；三是對于厚壁管由于其蓄熱量大，很難保證鋼管內(nèi)外冷卻均勻，內(nèi)表面的冷卻不易達到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，造成內(nèi)外組織不均度變大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，針對油井管接箍料厚壁無縫管軋制工藝，通過控制軋制和控制冷卻來提高油井管接箍料無縫鋼管沖擊韌性，使在不損失強度的情況下，提高熱軋接箍料的沖擊韌性，同時保證鋼管不產(chǎn)生彎曲、變形等缺陷。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，將管坯送環(huán)形加熱爐中進行加熱，加熱溫度控制在1250°C1280°C；加熱管坯由穿孔機穿孔，控制穿孔溫度在120(TC1250°C；穿孔后無縫管毛管由MPM限動心棒連續(xù)軋管機進行連續(xù)軋制，鋼管連續(xù)軋制溫度控制在980°C1100°C進行，利用動態(tài)再結(jié)晶軋制使高溫軋制后奧氏體不出現(xiàn)混晶和粗晶；鋼管連軋脫管后馬上進入穿水管中實施穿水快速冷卻至850°C950°C溫度區(qū)間，抑制再結(jié)晶奧氏體晶粒的長大；通過橫移鏈實現(xiàn)均溫；均溫后連軋的荒管直接進定減徑軋機，在Ar3以上40°C140°C范圍，即750°C850°C溫度的亞穩(wěn)定奧氏體區(qū)進行定減徑終軋，使奧氏體晶粒變形拉長，增加鐵素體形核率，保證終軋后鋼管溫度不低于Ar3溫度；終軋后的鋼管立即進入穿水管中穿水冷卻或?qū)嵤┢F快冷，經(jīng)快冷后的鋼管溫度控制在Arl點Arl點以上70°C，即620°C690°C，增加鐵素體形核率，獲得細小的等軸狀鐵素體和珠光體組織；穿水后鋼管通過輥道傳送至步進式冷床，在冷床的兩側(cè)各安裝兩臺軸流風機，增加空氣對流以提高冷卻速度，使定徑后的鋼管能夠以rc3°C/s速度冷卻至室溫，進一步細化晶粒，保證厚壁管組織和性能，最終提高鋼管的強度與韌性。本發(fā)明是無縫管在限動芯棒連續(xù)軋管機組(MPM)軋制后進行快速冷卻到一定溫度，以使該軋制過程的大變形量得到的細小晶粒減緩長大，并通過定徑軋制后的穿水冷卻，提高鋼管組織轉(zhuǎn)變的過冷度，增加了鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變的形核率，進一步細化晶粒，并使珠光體的片層間距減小，最終使鋼管獲得良好的力學性能。由于穿水冷卻分兩段進行，并增加了冷床風冷，合理分配了冷卻能力，避免了由于終軋一段式的強冷造成的鋼管內(nèi)應(yīng)力增大甚至變形。本發(fā)明的優(yōu)點是1.通過控制油井管接箍料軋制和冷卻，使再結(jié)晶奧氏體和最終鐵素體、珠光體細化，在提高鋼管韌性的同時對強度也有改善，使產(chǎn)品合格率由43.6%提高至99%以上。2.與公開號為CN1502425A的專利相比，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于將連軋變形后鋼管穿水快冷至較低溫度的奧氏體區(qū)，抑制再結(jié)晶奧氏體晶粒的長大，通過橫移鏈實現(xiàn)均溫。而且，本發(fā)明在定徑后分兩段式冷卻，可以避免由于終軋一段式的強冷造成的鋼管內(nèi)應(yīng)力增大甚至變形。實踐結(jié)果顯示，對改善厚壁無縫管的沖擊韌性作用明顯。3.與美國專利US5186769、英國專利GB2101014A、英國專利GB2137539A相比，本發(fā)明不需要在連軋脫管后將鋼管強冷至Acl溫度以下，也不需要在定徑終軋前用再加熱爐重新奧氏體化。而且，本發(fā)明對細化鋼管組織效果顯著，大大提高了厚壁無縫鋼管的沖擊韌性，使鋼管具有優(yōu)異的強韌性匹配，相比之下，節(jié)省能源和資源，簡化了生產(chǎn)工藝。具體實施例方式以一種化學成分重量百分比為C0.24%0.40%,Si0.17%0.60%,Mn1.30%1.70%,P彡0.025%,S彡0.010%,Ti0.010%0.030%,N彡0.008%；余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。規(guī)格為Φ153.67X13.50mm、Φ127X13.50mm、Φ88.9X13mm,Φ93.17X14.5mm、Φ108X14.50mm、Φ133X15.50mm的油井管接箍料為例。實施過程中將上述成分鋼的管坯加熱到1250°C1280°C，保溫2h3h；出爐管坯在1200°C1250°C穿成毛管；毛管在980°C1100°C進行主軋機連續(xù)軋制；對連軋脫棒后的鋼管實施穿水快速冷卻至Ar3以上某一溫度(850°C950°C)；經(jīng)快冷后鋼管在橫移鏈均溫15s30s；均溫后荒管控制在溫度(750°C850°C)時直接進定徑機，保證在不低于Ar3的亞穩(wěn)定奧氏體區(qū)終軋；對定徑終軋后鋼管噴水或汽霧快冷至620°C690°C，保證在鋼的Arl溫度附近，增加鐵素體和珠光體形核率，獲得細小的F+P組織；在冷床兩側(cè)安裝兩臺軸流風機，增加空氣對流，提高冷卻速度，確保定徑后鋼管的較快速冷卻。實施本發(fā)明的鋼管成分見表1，所進行的條件控制見表2，實施例鋼管性能見表3。表1實施例鋼管化學成分Wt%<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2對實施例鋼管的條件控制<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表3實施例鋼管性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，其特征在于將管坯送環(huán)形加熱爐中進行加熱，加熱溫度控制在1250℃～1280℃；加熱管坯由穿孔機穿孔，控制穿孔溫度在1200℃～1250℃；穿孔后無縫管毛管由連續(xù)軋管機進行連續(xù)軋制，連續(xù)軋制溫度控制在980℃～1100℃；對軋制后的鋼管馬上實施穿水快速冷卻至850℃～950℃溫度區(qū)間；之后對鋼管進行均溫；均溫后的荒管進定減徑軋機，溫度控制在Ar3以上40℃～140℃；終軋后的鋼管經(jīng)穿水或汽霧快冷，溫度控制在Ar1點～Ar1點以上70℃；最后將鋼管移送至冷床進行風冷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，其特征在于管坯加熱后保溫2h3h。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，其特征在于快冷后鋼管在橫移鏈均溫15s30s。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，其特征在于鋼管移送至冷床進行風冷的速度為1°C3°C/s。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，其特征在于管坯化學成分的重量百分比為C0.24%0.40%,Si0.17%0.60%,Mn1.30%1.70%,P≤0.025%,S≤0.010%,Ti0.010%0.030%,N≤0.008%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。全文摘要本發(fā)明公開一種改善熱軋油井管接箍料沖擊韌性的生產(chǎn)方法，管坯加熱溫度1250～1280℃；穿孔溫度1200～1250℃；連續(xù)軋制溫度980～1100℃；軋制后穿水快速冷卻至850～950℃溫度區(qū)間；之后對鋼管進行均溫；均溫后的荒管進定減徑軋機，溫度在Ar3以上40～140℃；定尺后鋼管快冷，溫度在Ar1點～Ar1點以上70℃；最后將鋼管移至冷床進行風冷。本發(fā)明將連軋變形后鋼管穿水快冷至較低溫度的奧氏體區(qū)，抑制再結(jié)晶奧氏體晶粒的長大，而且，在定徑后分兩段式冷卻，可以避免由于終軋一段式的強冷造成的鋼管內(nèi)應(yīng)力增大甚至變形，使再結(jié)晶奧氏體和最終鐵素體、珠光體細化，在提高鋼管韌性的同時對強度也有改善，使產(chǎn)品合格率由43.6％提高至99％以上。文檔編號B21B23/00GK101829679SQ200910010669公開日2010年9月15日申請日期2009年3月9日優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日發(fā)明者俞平,姜長華,徐詠梅,李應(yīng)雄,王長順,解德剛,邸軍,郭海明,陳克東,馬普生申請人:鞍鋼股份有限公司