本发明专利技术的实施方式涉及制造管的碳钢和方法，所述管具有大于或等于大约8mm且小于或等于大约35mm的壁厚。在一种实施方式中，提供的钢组合物具有大于大约15μm的平均奥氏体晶粒度。根据这一组合物，确定淬火次序，以提供一种微观结构具有大于或等于大约60％体积的马氏体，小于或等于大约40％体积的下贝氏体，不会显著形成铁素体、上贝氏体或粒状贝氏体。淬火后，管可以经历回火。淬火和回火后的管的屈服强度可以大于大约550MPa(80ksi)或625MPa(90ksi)，并且机械性能测定发现，淬火和回火后的管适用于550MPa(80ksi)或625MPa(90ksi)等级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及金属制品，某些实施方式涉及制造低温下具有高韧性同时具有抗硫化物应カ腐蚀破裂性能的金属管形杆件的方法。某些实施方式涉及油气エ业中的所有类型的立管(悬链、混连、顶部张力、维修、钻井等)、管线用管和流送管线所使用的无缝钢管，包括适于弯曲的各种管。
技术介绍
深海和超深海生产中的关键部分是流体从海底向地面系统的循环流动。立管(连接钻井或生产平台与井孔的管)在相当大的长度上(目前超过大约10，000英尺或大约2英里)承受多重海流的变形压力。立管系统的成本与水深极为相关。尽管使用条件和环境载荷(例如波和流)敏感度对不同类型的立管(顶部张カ立管(TTR)、钢悬链立管(SCR)、混连立管(HR)、维修立管(WOR)和钻井立管(DR))来说都不同，但降低立管重量都会产生明显的效果。例如，通过降低管线的重量，预计可以实现管成本的降低以及对用于支撑立管的张紧系统的冲击的显著减小。至少出于这些原因，在海上生产中发展具有70ksi(485MPa)及以上屈服应カ的高强度钢是首选。然而，具有超过70ksi的特定最小屈服強度(SMYS)的钢可能遭受应カ下因氢脆导致的硫化物应カ腐蚀(SSC)引起的失效。因此，难以满足对酸性材料的NACE要求(例如NACE MR0175/IS0 15156-1“石油和天然气エ业-用于油气生产中含有H2S环境的材料-第一部分选择抗裂性材料的一般原则”)以及难以通过SSC测试(例如NACE标准TM0177“在H2S环境中抗硫化物应カ破裂和抗应カ腐蚀破裂的金属的实验室测试”)。尽管大多数无缝管线用管制造商能够生产最小屈服強度等于或大于70ksi的高強度材料，但这些高级材料的抗SSC和氢致破裂(HIC)性能(后者根据NACE标准TM0284“管道和压カ容器钢抗氢致破裂的鉴定”进行评估)却经常表现不足。目前，根据IS03183仅X70级材料适用于酸性使用环境。而且，強度增大会导致低温下表现出更大的易碎性。一般来说，材料在通常所称的“设计温度”处性能合格，所述设计温度通常在最小期望使用和/或环境温度以下大约20°C。在挪威大陆架上最低环境温度大约为-20°C。在北极地区，期望的最低环境温度在_40°C以下。因而，所需的最小设计温度低达大约_60°C。然而，屈服应カ大约70ksi及以上的管线用管钢至今仅在低至大约-40°C的设计温度下性能合格。这种限制则限制了北极和类北极地区油气开采的成本效率。因此需要提供在等于或小于大约_60°C下具有高韧性的新型高强度钢管。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及钢管或管及其制造方法。在一些实施方式中，用于立管和管线用管的无缝淬火和回火钢管被设置成具有8-35mm之间的壁厚(WT)，分别为70ksi、80ksi和90ksi的最小屈服强度,最佳低温韧性和抗腐蚀性(酸性使用，H2S环境)。该无缝管还适于通过导热弯曲和离线淬火和回火处理形成相同等级的弯曲部分。在一种实施方式中，钢管具有6" (152mm)到28" (711mm)之间的外径(OD)以及8_35mm的壁厚(WT)。在一种实施方式中，无缝低合金钢管的组合物包括(按重量计)0· 05% -O. 16%碳，O. 20 % -O. 90 % 锰，O. 10 % -O. 50 % 硅，I. 20 % -2. 60 % 铬，O. 05 % -O. 50 % 镍，O. 80% -I. 20%钥，最大 O. 03%铌，最大 O. 02%It,O. 005% -O. 12%钒，O. 008% -O. 040%铝，O. 0030-0. 012%氮，最大 O. 3%铜，最大 O. 01%硫，最大 O. 02%磷，O. 001-0. 005%钙，最大O. 0020%硼，最大O. 020%神，最大O. 0050%锑，最大O. 020 %大O. 030%锆，最大O. 030%钽，最大O. 0050%铋，最大O. 0030%氧，最大O. 00030%氢，其余为铁和不可避免的杂质。钢管可以被制成不同的等级。在一种实施方式中，70ksi等级的钢管具有以下性倉泛屈服强度YS :最小 485MPa(70ksi)，最大 635MPa(92ksi)。极限抗拉强度UTS :最小 570MPa(83ksi)，最大 760MPa(110ksi)。伸长率不小于20%。YS/UTS 比率不大于 O. 93。在另ー实施方式中，80ksi等级的钢管具有以下性能屈服强度YS :最小 555MPa(80ksi)，最大 705MPa(102ksi)。极限抗拉强度UTS :最小 625MPa (90ksi)，最大 825MPa (120ksi)。伸长率不小于20%。YS/UTS 比率不大于 O. 93。在另ー实施方式中，90ksi等级的钢管具有以下性能屈服强度YS :最小 625MPa(90ksi)，最大 775MPa(112ksi)。极限抗拉强度UTS :最小 695MPa (IOOksi)，最大 915MPa (133ksi)。伸长率不小于18%。YS/UTS 比率不大于 O. 95。对于根据标准ISO 148-1在大约_70°C温度下完成的纵向和横向CharpyV形切ロ(CVN)测试来说，钢管可以具有最小250J/200J (平均/单个)的最小冲击能量和最小80%的平均剪切面积。在一种实施方式中，80ksi等级的管可以具有最大248HV10的硬度。在另ー实施方式中，90ksi等级的管可以具有最大270HV10的硬度。根据本专利技术的实施方式制成的钢管可以具有抗氢致破裂(HIC)性能和抗硫化物应カ腐蚀破裂(SSC)性能。在一种实施方式中，采用NACE方案A和96小时测试周期根据NACE标准TM0284-2003第21215项完成HIC测试，提供以下HIC參数(平均在三个样本的三段上)裂纹长度比率，彡CLR 5%裂纹厚度比率，彡CTR I %裂纹灵敏度比率，彡CSR O. 2 %。在另ー实施方式中，采用测试方案A和720小时的测试周期根据NACETM0177完成SSC测试，对于70ksi和80ksi等级来说在90% SMYS下没有任何失效，对于90ksi等级来说在72% SMYS下没有任何失效。根据本专利技术的某些实施方式制成的钢管具有不包含任何铁素体、任何上贝氏体和任何粒状贝氏体的微观结构。它们可以由体积百分比大于60%、优选大于90%、最优选大于95% (根据ASTM E562-08測定)的回火马氏体和体积百分比小于40%、优选小于10%、最优选小于5%的回火下贝氏体构成。马氏体和贝氏体可以在以900°C -1060°C温度重新加热达到300s-3600s均热时间以及以大于20°C /秒的冷却速率进行淬火之后分别在低于450°C和540°C的温度下形成。通过ASTM E112标准测定的平均原奥氏体晶粒度大于15 μ m或20 μ m(直线截距)且小于100 μ m。 在另ー些实施方式中，回火后钢管的板条束(Packet)尺寸(也就是由大角度边界分隔的区域的平均尺寸)可以小于6μπι。在另ー些实施方式中，板条束尺寸可以小于大约4μπι。在其他实施方式中，板条束尺寸可以小于大约3μπι。板条束尺寸作为在由扫描电子显微镜(SEM)截取的图像上的平均直线截距可以利用电子后扫本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃托雷·阿内利，马里亚诺·阿门戈尔，保罗·诺韦利，费代里科·廷托里，
申请(专利权)人：道尔曼股份公司，
类型：发明
国别省市：
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