專利名稱：海上石油平臺用高鋼級耐腐蝕的原料管坯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼管的生產(chǎn)工藝，特別是一種海上石油平臺用高鋼級耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國石油天然氣開發(fā)力度的加大，新鉆井技術(shù)的采用以及原有鉆井技術(shù)的改進，油氣井深度越來越深，采集油氣的石油平臺面臨著高溫高壓、高含&S、(X)2等共存的強腐蝕環(huán)境，從而造成油氣田多次發(fā)生井下油管斷裂，集氣干線泄露事故，致使許多油氣田井都在投產(chǎn)一年左右由于此類問題提前報廢，造成巨大損失。在酸性油氣田上常見的腐蝕破壞通常分為兩種類型一類為電化學反應過程陽極鐵溶解導致的均勻腐蝕和局部腐蝕，表現(xiàn)為金屬設(shè)施與日俱增的壁厚減薄和點蝕穿孔等局部腐蝕破壞；另一類為電化學反應過程陰極析出氫原子，進入鋼中后，導致金屬構(gòu)件兩種不同類型的開裂，即硫化物應力開裂和氫誘發(fā)裂紋(HIC)，HIC常伴隨著鋼表面的氫鼓泡。HIC 是一組平行于軋制面，沿著軋制方向的裂紋。HIC在鋼內(nèi)可以是單個直裂紋，也可是是階梯狀裂紋，還包括鋼表面的氫鼓泡。HIC極易起源于棱形、兩端尖銳的MnS夾雜，并沿著碳、錳和磷元素偏析的異常組織擴展，也可以產(chǎn)生于帶狀珠光體，沿帶狀珠光體和鐵素體間的相界擴展。隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，H2S對石油平臺的腐蝕是油氣井生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，它溶于水后具有很強的腐蝕性，不僅會導致金屬材料突發(fā)性的硫化物應力腐蝕開裂，而且H2S的毒性也嚴重威脅著人身安全。國內(nèi)外在廣泛研究了對無縫鋼管的腐蝕機理、 特征及影響因素的基礎(chǔ)上，提出了預測腐蝕環(huán)境下無縫鋼管腐蝕速率的各種數(shù)值模擬計算方法，形成了使用耐腐蝕合金管材、涂鍍層管材、注入緩蝕劑、陰極保護等系列防腐蝕技術(shù)。然而，由于不同防腐技術(shù)在防腐效果、成本、作業(yè)的難易程度和相關(guān)鋒線上都有所不同，因此，一個油氣田采用的防腐技術(shù)不同，其防腐費用及效果差異也很大。過去，油氣田在決定采用何種防腐技術(shù)時，主要考慮能否有效地解決無縫鋼管腐蝕問題，且初期投資要少， 沒有或很少從油氣田整體開發(fā)的角度進行經(jīng)濟評價。然而“高效經(jīng)濟”是油氣田開發(fā)的原則。因此不論采用何種防腐技術(shù)都要進行經(jīng)濟評價，使油氣田在開發(fā)期限內(nèi)投入的總費用最少，而不是一時期內(nèi)費用最少或效果最好。因此，有必要對壓3腐蝕環(huán)境下各種防腐蝕技術(shù)進行評價，從而優(yōu)選出適合油氣田開發(fā)的防腐技術(shù)，從而開發(fā)防腐蝕平臺用無縫鋼管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于為海上石油平臺提供一種耐腐蝕的專用原料管坯。本發(fā)明的各化學元素的質(zhì)量百分比分別為C 0. 28 0. 33% ；Si 0. 15 0. 35% ； Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1. 10% ；Mo 0. 15 0. 25% ； Ni ( 0. 20% ；Cu ( 0. 20% ；N 0. 002% 0. 008% ；余量為 Fe。C是穩(wěn)定奧氏體的元素，隨著含C量的增高，合金的強度會增加，但容易出現(xiàn)碳化物偏析，使偏析區(qū)的硬度同周圍組織出現(xiàn)差異，導致HIC腐蝕，故含碳量的增加不利于抗硫化氫腐蝕；但含碳量降至0. 01%,或更低時，則會增大HIC敏感性。Mn為奧氏體形成元素，既溶于鐵素體使之強化，又溶于滲碳體，可取代部分鐵原子形成復合碳化物，且其在滲碳體中的濃度大于在鐵素體中的濃度，具有固溶及細晶化作用。 Mn與S結(jié)合形成MnS，會降低鋼的的脆性轉(zhuǎn)變溫度，為良好的除硫及脫氧劑。因此本發(fā)明將 Mn含量控制在0. 40% 0. 60%，可使相變溫度進一步降低。Mo可促進鋼的鈍化，提高鋼在硫酸鹽酸及部分有機酸中的耐蝕性及鋼的抗點蝕能力，熱處理時，鉬有效推遲高溫轉(zhuǎn)變，抑制鐵素體的形成，細化晶粒，且使Nb (C、N)沉淀減少。在高溫回火時，鉬能抑制磷等雜質(zhì)在晶界偏聚而導致的脆性現(xiàn)象，使殘留奧氏體降至最低，從而形成未回火的馬氏體，利于增強基體抗硫化氫腐蝕性能。本發(fā)明降低鋼管中S和MnS等非金屬夾雜物的含量并控制其形態(tài)，降低C含量及易偏析的Mn、P等元素的含量，由于采用以上鋼管組分，本發(fā)明可從根本上解決現(xiàn)有普通鋼管的缺陷，抗腐蝕，提高了抗均勻腐蝕和局部腐蝕的能力，防止出現(xiàn)硫化物應力開裂和氫誘發(fā)裂紋，完全適應于海上高溫高壓、高含H2S、CO2等共存的強腐蝕環(huán)境，從而避免油氣田發(fā)生井下油管斷裂和集氣干線泄露的事故發(fā)生。
具體實施例方式本發(fā)明采用“電弧爐和LF精煉”、“轉(zhuǎn)爐和LF精煉”的冶煉工藝，形成原料管坯，解決了鋼管的冶金質(zhì)量、化學成分控制、夾雜物形態(tài)控制等關(guān)鍵技術(shù)問題。其中，冶煉前，各成分的組分質(zhì)量百分比分別為C 0. 0.33%;Si 0.15 0. 35% ；Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1. 10% ；Mo 0. 15 0. 25% ； Ni 彡 0. 20% ；Cu 彡 0. 20%, N 0. 002% 0. 008%，余量為 Fe。
權(quán)利要求
1.海上石油平臺用高鋼級耐腐蝕的原料管坯，其各化學元素的質(zhì)量百分比分別為c0.28 0. 33% ；Si 0. 15 0. 35% ；Mn 0. 40 0. 60% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 010% ；Cr 0. 90 1.10% ；Mo 0. 15 0. 25% ；Ni 彡 0. 20% ；Cu 彡 0. 20%, N 0. 002% 0. 008%，余量為 Fe。
全文摘要
海上石油平臺用高鋼級耐腐蝕的原料管坯，涉及鋼管的生產(chǎn)工藝，特別是一種海上石油平臺用高鋼級耐腐蝕鋼管的生產(chǎn)工藝。原料管坯各化學元素的質(zhì)量百分比分別為C0.28～0.33%；Si0.15～0.35%；Mn0.40～0.60%；P≤0.015%；S≤0.010%；Cr0.90～1.10%；Mo0.15～0.25%；Ni≤0.20%；Cu≤0.20%；N0.002%～0.008%；余量為Fe。本發(fā)明可從根本上解決現(xiàn)有普通鋼管的缺陷，抗H2S腐蝕，提高了抗均勻腐蝕和局部腐蝕的能力，防止出現(xiàn)硫化物應力開裂和氫誘發(fā)裂紋，完全適應于海上高溫高壓、高含H2S、CO2等共存的強腐蝕環(huán)境，從而避免油氣田發(fā)生井下油管斷裂和集氣干線泄露的事故發(fā)生。
文檔編號C22C38/22GK102367555SQ20101053423
公開日2012年3月7日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者王林林 申請人:江蘇誠德鋼管股份有限公司