无缝钢管及无缝钢管的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无缝钢管及无缝钢管的制备方法。相对于无缝钢管的总重量而言，该无缝钢管包括0.18～0.32％的C、0.15～0.50％的Si、0.35～0.65％的Mn、0.40～0.85％的Cr、0.50～1.00％的Mo、0.05～0.15％的V、0.01～0.05％的Al、0.015％以下的P、0.003％以下的S，其余的为Fe及不可避免的杂质。通过严格控制原料中各化学组分含量，使各化学组分之间具有合理的配比，使得到的无缝钢管的强度、韧性和抗硫化氢应力腐蚀性能均满足高压高温兼苛刻腐蚀环境油气田的开采要求。

【技术实现步骤摘要】
无缝钢管及无缝钢管的制备方法
本专利技术涉及钢管制造
，具体而言，涉及一种无缝钢管及无缝钢管的制备方法。
技术介绍
随着全球石油、天然气能源需求的日益增长，过去常规油气田的开发已经不能满足目前的市场需求，石油天然气勘探与开发正在朝着高压、高温及苛刻腐蚀环境的非常规油气资源方向拓展。面对含硫化氢等腐蚀介质严重的工况环境，所使用到的油气用管的腐蚀问题越来越引起人们的关注，因此，对油气用管提出了更高的抗腐蚀性能要求。国家钢铁发展规划中提出要加大石油天然气资源勘探力度，重点开拓非常规油气资源调查勘探。石油天然气勘探开发对高钢级抗硫化氢应力腐蚀油气用无缝钢管有明确而迫切的需求，但国内相关产品还不能完全满足使用要求。在含硫化氢腐蚀介质的油气田开采和生产过程中，严重的硫化氢应力腐蚀开裂事故时常发生，特别是在酸性油气田资源十分丰富的中国更为严重。我国的四川、新疆、长庆等油气田中H2S气体的含量各不相同，对于抗硫化氢应力腐蚀油气用无缝钢管的需求相应的具有差异，H2S气体含量越高，对于钢管的性能要求也越高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种无缝钢管及无缝钢管的制备方法，以解决现有技术中的无缝钢管无法适用于高压高温兼苛刻腐蚀环境油气田的开采需要的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种无缝钢管，相对于无缝钢管的总重量而言，无缝钢管包括0.18～0.32％的C、0.15～0.50％的Si、0.35～0.65％的Mn、0.40～0.85％的Cr、0.50～1.00％的Mo、0.05～0.15％的V、0.01～0.05％的Al、0.015％以下的P、0.003％以下的S，其余的为Fe及不可避免的杂质。进一步地，相对于无缝钢管的总重量而言，无缝钢管包括0.35～0.39％的Mn。进一步地，相对于无缝钢管的总重量而言，无缝钢管包括0.40～0.45％的Cr。根据本专利技术的另一方面，提供了一种无缝钢管的制备方法，包括以下步骤：S1，按照上述的无缝钢管的比例配制原料，并对原料进行冶炼，得到坯料；S2，对坯料进行轧制，得到管坯；以及S3，对管坯进行热处理，得到无缝钢管。进一步地，在步骤S1中，原料包括铁水、优质废钢、铁合金和铝中任一种或多种。进一步地，步骤S1包括以下步骤：S11，按照上述的无缝钢管的比例配制原料；S12，将原料顺序经过电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及弧形连铸，以得到坯料。进一步地，在弧形连铸的过程中，拉坯速度控制在0.5～0.8m/min；结晶器的振动频率为180～220opm，振幅为±2～4mm，偏移量调整范围为10～30％。进一步地，步骤S2包括以下步骤：S21，将坯料加热并保温，得到热坯，优选将坯料加热至1250～1280℃，并保温40～50min；S22，将热坯进行锥形穿孔，得到毛管，优选锥形穿孔的温度为1130～1200℃；S23，对毛管进行轧管，得到荒管；以及S24，对荒管进行定径，得到管坯。进一步地，步骤S21包括：对坯料依次进行预热处理、第一段加热处理、第二段加热处理、第三段加热处理、第四段加热处理、第五段加热处理以及均热处理，将坯料加热并保温的总处理时间大于或等于4h，其中，经过预热处理后坯料的温度达到790～810℃，经过第一段加热处理后坯料的温度达到820～1000℃，经过第二段加热处理后坯料的温度达到1090～1150℃，经过第三段加热处理后坯料的温度达到1190～1250℃，经过第四段加热处理后坯料的温度达到1220～1280℃，经过第五段加热处理后坯料的温度达到1230～1280℃，均热处理的温度为1250～1280℃，时间为40～50min。进一步地，在步骤S23中，采用连轧机组对毛管进行轧管，轧管过程中毛管的喂入量为30～100mm，轧辊的转速在22～52rpm之间，风压在4.5～6bar之间。进一步地，步骤S3包括：S31，对管坯进行淬火处理，然后冷却，优选淬火处理的温度为910～930℃，保温时间为70～90min；以及S32，对冷却后的管坯进行回火处理，然后冷却，优选回火处理的温度为700～720℃，保温时间为100～120min。应用本专利技术的技术方案，上述无缝钢管中Si元素不仅能够实现脱除原料中氧的作用，还能够抑制δ铁素体结晶，进而提高使无缝钢管的韧性；Al元素也是优异的脱氧元素，能够与Si配合脱除原料中的氧，通过两种元素的协同作用提高脱氧效果，并且能有效地避免夹杂物以团状出现使得无缝钢管的韧性降低并出现表面缺陷；Mn元素为奥氏体的形成元素，其既能提高无缝钢管的强度，又能提高钢管的淬透性和降低淬火温度，由于Mn元素会扩大奥氏体区的大小，适量的Mn有利于防止氢致开裂的发生；Cr含量对材料的抗硫性能影响很大，钢中的Cr元素能够有效的抑制硫醇的吸附作用，Cr元素与Mn元素相互配合，既能提高原料的淬透性，在回火时又能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，提高钢的回火稳定性；Mo元素通过其相变强化和固溶强化的性能提升无缝钢管的强度和韧性，同时可以提高回火稳定性；V元素能够细化晶粒，使钢坯在加热阶段奥氏体晶粒不至于生长的过于粗大，以致在随后的轧制过程中，可以使钢的晶粒得到进一步细化，提高钢的强度和韧性。通过严格控制原料中各化学组分含量，使各化学组分之间具有合理的配比，使得到的无缝钢管的强度、韧性和抗硫化氢应力腐蚀性能均满足高压高温兼苛刻腐蚀环境油气田的开采要求。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本申请的钢管的制备方法的流程示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中的无缝钢管无法适用于高压高温兼苛刻腐蚀环境油气田的开采需要的问题。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种无缝钢管，相对于无缝钢管的总重量而言，无缝钢管包括0.18～0.32％的C、0.15～0.50％的Si、0.35～0.65％的Mn、0.40～0.85％的Cr、0.50～1.00％的Mo、0.05～0.15％的V、0.01～0.05％的Al、0.015％以下的P、0.003％以下的S，其余的为Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无缝钢管，其特征在于，相对于所述无缝钢管的总重量而言，所述无缝钢管包括0.18～0.32％的C、0.15～0.50％的Si、0.35～0.65％的Mn、0.40～0.85％的Cr、0.50～1.00％的Mo、0.05～0.15％的V、0.01～0.05％的Al、0.015％以下的P、0.003％以下的S，其余的为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种无缝钢管，其特征在于，相对于所述无缝钢管的总重量而言，所述无缝钢管包括0.18～0.32％的C、0.15～0.50％的Si、0.35～0.65％的Mn、0.40～0.85％的Cr、0.50～1.00％的Mo、0.05～0.15％的V、0.01～0.05％的Al、0.015％以下的P、0.003％以下的S，其余的为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的无缝钢管，其特征在于，相对于所述无缝钢管的总重量而言，所述无缝钢管包括0.35～0.39％的所述Mn。3.根据权利要求2所述的无缝钢管，其特征在于，相对于所述无缝钢管的总重量而言，所述无缝钢管包括0.40～0.45％的所述Cr。4.一种无缝钢管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，按照权利要求1至3中任一项所述的无缝钢管的比例配制原料，并对所述原料进行冶炼，得到坯料；S2，对所述坯料进行轧制，得到管坯；以及S3，对所述管坯进行热处理，得到所述无缝钢管。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述原料包括铁水、优质废钢、铁合金和铝中任一种或多种。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S11，按照权利要求1至3中任一项所述的无缝钢管的比例配制原料；S12，将所述原料顺序经过电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气以及弧形连铸，以得到所述坯料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述弧形连铸的过程中，拉坯速度控制在0.5～0.8m/min；结晶器的振动频率为180～220opm，振幅为±2～4mm，偏移量调整范围为10～30％。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄电源，田研，谢凯意，邹喜洋，卓钊，周正平，昝启飞，
申请(专利权)人：衡阳华菱钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43