用于含H2S油气工程的耐蚀合金、含有该合金的油井管及其制造方法技术

公开了用于含H2S油气工程的耐蚀合金、含有该合金的油井管及其制造方法。所述合金成分包含：C≤0.02％，Si≤0.50％，Mn≤1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr 25.0％‑27.5％，Ni 29.0％‑32.0％，Mo2.5％‑5.0％，Cu 1.0％‑5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al 0.20％‑0.60％，O≤0.0080％，N 0.04％‑0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。本申请的油井管具有满足使用环境的优良综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请大体上属于金属材料领域，更具体地，本申请涉及耐蚀合金领域。
技术介绍
石油和天然气是重要的一次能源，在国民经济中扮演者重要角色。随着优质资源不断减少，世界范围内越来越多的含H2S介质酸性油气资源需要开采。这些项目的井深最高可达6000米以上，井下温度接近200℃，H2S和CO2分压高，H2S含量最高接近80％，同时还可能含有高浓度的Cl-。随着井深增加，压力增大、温度升高，加上CO2、H2S、Cl-等腐蚀性介质含量的增加，开采环境越来越苛刻，普通碳钢或不锈钢材料由于不能承受介质的腐蚀而在极短的服役期内就发生腐蚀失效，需要选择有益合金元素含量更高的高耐蚀高强度合金材料。相对马氏体及双相不锈钢，铁镍基耐蚀合金有突出的耐蚀性能优势，可抵抗苛刻环境的腐蚀作用；相对镍基合金，铁镍基耐蚀合金中的贵重元素含量低且制备工艺要求相对宽松，具有显著的成本优势。目前世界范围内含硫油气工程的环境大都处于铁镍基耐蚀合金的适用范围，需求量很大。概述一方面，本申请涉及用于含H2S油气工程的耐蚀合金，基于质量百分比，其成分包含：C≤0.02％，Si0.1％-0.50％，Mn0.2％-1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr25.0％-27.5％，Ni29.0％-32.0％，Mo2.5％-5.0％，Cu1.0％-5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al0.20％-0.60％，O≤0.0080％，N0.04％-0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。另一方面，本申请涉及制备用于含H2S油气工程的耐蚀合金的方法，其包括：a)在电弧炉(EAF)中熔化合金原料，从而得到第一合金成分液；b)将所述第一合金成分液转至氩氧脱碳炉(AOD)精炼，从而得到第二合金成分液；以及c)调整所述第二合金成分液的成分，然后转至钢包精炼炉(LF)精炼，从而得到所述用于含H2S油气工程的耐蚀合金；其中，基于质量百分比，所述用于含H2S油气工程的耐蚀合金的成分包含：C≤0.02％，Si0.1％-0.50％，Mn0.2％-1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr25.0％-27.5％，Ni29.0％-32.0％，Mo2.5％-5.0％，Cu1.0％-5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al0.20％-0.60％，O≤0.0080％，N0.04％-0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。再一方面，本申请涉及由用于含H2S油气工程的耐蚀合金制造的油井管，其中基于质量百分比，所述耐蚀合金的成分包含：C≤0.02％，Si0.1％-0.50％，Mn0.2％-1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr25.0％-27.5％，Ni29.0％-32.0％，Mo2.5％-5.0％，Cu1.0％-5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al0.20％-0.60％，O≤0.0080％，N0.04％-0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。又一方面，本申请涉及制造油井管的方法，其包括以下步骤：a)提供耐蚀合金坯料，其中基于质量百分比，所述耐蚀合金的成分包含：C≤0.02％，Si0.1％-0.50％，Mn0.2％-1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr25.0％-27.5％，Ni29.0％-32.0％，Mo2.5％-5.0％，Cu1.0％-5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al0.20％-0.60％，O≤0.0080％，N0.04％-0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质；b)将所述耐蚀合金坯料穿通孔；c)将所述穿通孔后的耐蚀合金坯料预热至800℃-1000℃并保温；d)将所述预热后的耐蚀合金坯料加热至1020℃-1220℃并保温；e)将所述加热后的耐蚀合金坯料进行热挤压，从而得到热挤压后的荒管；f)将所述热挤压后的荒管水冷至常温；以及g)将所述冷却的荒管进行冷轧，从而得到所述油井管。再一方面，本申请涉及由包括以下步骤的制造油井管的方法制造的油井管，a)提供耐蚀合金坯料，其中基于质量百分比，所述耐蚀合金的成分包含：C≤0.02％，Si0.1％-0.50％，Mn0.2％-1.50％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr25.0％-27.5％，Ni29.0％-32.0％，Mo2.5％-5.0％，Cu1.0％-5.0％，W≤1.0％，Co≤1.0％，Al0.20％-0.60％，O≤0.0080％，N0.04％-0.12％，Sn≤0.020％，Sb≤0.020％，As≤0.020％，Bi≤0.020％，Pb≤0.0025％，Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％，余量为Fe及其它不可避免的杂质；b)将所述耐蚀合金坯料穿通孔；c)将所述穿通孔后的耐蚀合金坯料预热至800℃-1000℃并保温；d)将所述预热后的耐蚀合金坯料加热至1020℃-1220℃并保温；e)将所述加热后的耐蚀合金坯料进行热挤压，从而得到热挤压后的荒管；f)将所述热挤压后的荒管水冷至常温；以及g)将所述冷却的荒管进行冷轧，从而得到所述油井管。详述在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。除非本申请中另有要求，在整个说明书和所附的权利要求书中，词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。定义在本文中，“奥氏体”系指γ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体，其具有面心立方结构。奥氏体塑性较好，强度较低，具有一定韧性，不具有铁磁性。在本文中，“荒管”系指仅经热加工而尚未进一步进行冷加工时所制成的管材。由于显微组织、性能指标、管径和壁厚等原因，一般是加工流程中的中间品，而不作为成品管使用。在本文中，“白化”系指经酸洗处理，材料表面发生适度氧化而生成一层致密氧化膜并呈现灰白色的一种处理工艺方法。在本文中，“软吹搅拌”系指指在氩氧脱碳炉(AOD)精炼完成后，转至钢包精炼炉(LF)中用惰性气体从钢包底部轻柔地鼓动合金液并持续一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于含H2S油气工程的耐蚀合金，基于质量百分比，其成分包含：C≤0.02％Si 0.1％‑0.50％Mn 0.2％‑1.50％P≤0.03％S≤0.01％Cr 25.0％‑27.5％Ni 29.0％‑32.0％Mo 2.5％‑5.0％Cu 1.0％‑5.0％W≤1.0％Co≤1.0％Al 0.20％‑0.60％O≤0.0080％N 0.04％‑0.12％Sn≤0.020％Sb≤0.020％As≤0.020％Bi≤0.020％Pb≤0.0025％Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％余量为Fe及其它不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.用于含H2S油气工程的耐蚀合金，基于质量百分比，其成分包含：C≤0.02％Si0.1％-0.50％Mn0.2％-1.50％P≤0.03％S≤0.01％Cr25.0％-27.5％Ni29.0％-32.0％Mo2.5％-5.0％Cu1.0％-5.0％W≤1.0％Co≤1.0％Al0.20％-0.60％O≤0.0080％N0.04％-0.12％Sn≤0.020％Sb≤0.020％As≤0.020％Bi≤0.020％Pb≤0.0025％Pb+As+Sn+Sb+Bi≤0.035％余量为Fe及其它不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的用于含H2S油气工程的耐蚀合金，其还含有Nb、Ta、V和Ti中的一种或一种以上，优选基于质量百分比，其总含量不大于0.5％。3.如权利要求1或2所述的用于含H2S油气工程的耐蚀合金，其还含有Ca、Mg、La和Ce中的一种或一种以上，优选基于质量百分比，其总含量不大于0.5％。4.制备用于含H2S油气工程的耐蚀合金的方法，其包括：a)在电弧炉(EAF)中熔化合金原料，从而得到第一合金成分液；b)将所述第一合金成分液转至氩氧脱碳炉(AOD)精炼，从而得到第二合金成分液；以及c)调整所述第二合金成分液的成分，然后转至钢包精炼炉(LF)精炼，从而得到所述用于含H2S油气工程的耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：董盼，张志方，范光伟，康喜唐，姚鹏升，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14