CN102953019A

CN102953019A - 一种地质钻探用合金钢无缝钢管及其加工方法

Info

Publication number: CN102953019A
Application number: CN2012103602545A
Authority: CN
Inventors: 李计珍; 侯一平; 周正新; 杨科; 夏经宇; 费彬
Original assignee: WUXI RUNFENG SPECIAL PIPES CO Ltd
Current assignee: WUXI RUNFENG SPECIAL PIPES CO Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明涉及一种地质钻探用合金钢无缝钢管及其加工方法，利用本发明方法制作出的合金钢无缝钢管综合性能好，低温冲击韧性好，具有较高的旋转变形抗力及耐磨性，其屈服强度超过1000Mpa。通过采用冷拔、热处理及矫直工艺，使所述的无缝钢管管体的机械性能、旋转变形抗力、低温冲击功及耐磨性能达标。

Description

一种地质钻探用合金钢无缝钢管及其加工方法

技术领域

本发明涉及无缝钢管，尤其涉及一种地质钻探用合金钢无缝钢管及其加工方法。

背景技术

无缝钢管用于地质勘探或钻井作业所使用，目前，国内现行标准所规定的最高钢级其屈服强度、尺寸偏差及低温冲击等均无法满足实际勘探的使用要求，使得我国的地质钻探用无缝钢管只能依赖进口，同时这种无缝钢管的制造难点在于：

（1)无法提升由材料化学成份的偏差和有害元素产生的强度，冲击韧性差，热轧钢管的尺寸精度较差。

（2)普通的矫直设备和矫直方式无法满足直线度要求以及残余应力的减少，在穿孔过程中极易使无缝钢管出现壁厚不均、折叠、裂纹、离层和表面脱碳等缺陷。

发明内容

本申请人针对上述现有生产中这些缺点，提供一种地质钻探用合金钢无缝钢管及其加工方法，利用该方法生产出的无缝钢管其综合性能好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种地质钻探用合金钢无缝钢管，其特征在于：所述地质钻探用合金钢无缝钢管的化学成分按重量百分比为：C：0.25~0.30，Si：0.17~0.35，Mn：0.85~1.00，P≤0.012，S≤0.008，Cr：0.90~1.10，Mo：0.40~0.50，Ni、Cu≤0.1，Alt：0.015~0.030。Sn、Pb、As、Sb≤0.01，余量为Fe。

其进一步技术方案在于：

地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，包括以下步骤：

第一步：采用常规工艺炼制权利要求1所述成份的管坯；

第二步：将冷却后的上述管坯分段并置于加热炉内加热；

第三步：将步骤2所述管坯热轧制成无缝钢管荒管；

第四步：对步骤3所述无缝钢管荒管进行退火、冷拔，使其完成尺寸定型；

第五步：对步骤4所述无缝钢管进行正火空冷，并进行表面处理后利用矫直机进行第一次矫直；

第六步：对上述矫直后的无缝钢管进行感应炉淬火，然后进行回火空冷，并利用矫直机进行第二次矫直；

第七步：切管、检验与验伤。

所述加热炉加热温度为1240℃～1280℃；

所述热轧温度为1200℃～1230℃；

所述退火温度为800℃～840℃，冷拔变形系数为1.1～1.3；

所述正火空冷的温度为865℃～895℃；

所述感应炉淬火温度为880℃～900℃，回火空冷的温度为580℃～600℃；

本发明的有益效果如下：

利用本发明方法制作出的合金钢无缝钢管综合性能好，低温冲击韧性好，具有较高的旋转变形抗力及耐磨性，其屈服强度超过1000Mpa。通过采用冷拔、热处理及矫直工艺，使所述的无缝钢管管体的机械性能、旋转变形抗力、低温冲击功及耐磨性能达标，在地质勘探活动中能适应更低的工作温度、更深的勘探深度，在常年低温、气候恶劣的地区也能保证其使用性能，有充足的安全裕度。通过控制管体的几何尺寸、残余应力、形状偏差以及化学成份，能够保证管体的机械性能、高的耐磨性、耐低温和高的旋转变形抗力。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式。

本发明所述地质钻探用合金钢无缝钢管的化学成分按重量百分比为：C：0.25~0.30，Si：0.17~0.35，Mn：0.85~1.00，P≤0.012，S≤0.008，Cr：0.90~1.10，Mo：0.40~0.50，Ni、Cu≤0.1，Alt：0.015~0.030。Sn、Pb、As、Sb≤0.01，余量为Fe。

地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，包括以下步骤：

第一步：采用常规工艺炼制权利要求1所述成份的管坯；

第二步：将冷却后的上述管坯分段后置于加热炉内加热，加热炉炉温为1240℃～1280℃；

第三步：将步骤2所述管坯热轧制成无缝钢管荒管，热轧温度为1200℃～1230℃；

第四步：对步骤3所述无缝钢管荒管进行三次退火、冷拔，三次退火温度为800℃～840℃，冷拔变形系数为1.1～1.3，使其完成尺寸定型；

第五步：对步骤4所述无缝钢管进行正火空冷，正火空冷的温度为865℃～895℃，为了防止钢管表面出现麻坑，需要进行表面处理，然后利用矫直机进行第一次矫直；

第六步：对上述矫直后的无缝钢管进行感应炉淬火，感应炉淬火温度为880℃～900℃，冷却介质为水，然后在箱式炉内进行回火空冷，回火空冷的温度为580℃～600℃，然后用矫直机进行第二次矫直，以减少残余应力；

第七步：切管、检验与验伤。

经过以上步骤处理后，所述合金钢无缝钢管的机械性能按照美国的ASTM标准要求取样和制样，其力学性能达到的指标如下：

屈服强度（σS）≥1000Mpa；

抗拉强度（σb）1050~1200Mpa；

延伸率A%≥10%；

-45℃冲击功：最小值1按美国的ASTM标准进行计算，≥40J；

壁厚偏差：≤10t%（t为无缝钢管的壁厚）；

外径偏差：±0.3D%（D为无缝钢管外径）；

内径偏差：±0.3d%（d为无缝钢管内径）；

直线度：≤0.5mm/m;

利用本发明方法制作出的合金钢无缝钢管综合性能好，具有良好的低温冲击韧性、高的旋转变形抗力及耐磨性，其屈服强度超过1000Mpa。通过采用冷拔、热处理及矫直工艺，使所述的合金钢无缝钢管管体的机械性能、旋转变形抗力、低温冲击功及耐磨性能达标，在地质勘探活动中能适应更低的工作温度、更深的勘探深度，在常年低温、气候恶劣的地区也能保证其使用性能，有充足的安全裕度。通过控制管体的几何尺寸、残余应力、形状偏差以及化学成份，能够保证管体的机械性能、高的耐磨性、耐低温和高的旋转变形抗力。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种地质钻探用合金钢无缝钢管，其特征在于：所述地质钻探用合金钢无缝钢管的化学成分按重量百分比为：C：0.25~0.30，Si：0.17~0.35，Mn：0.85~1.00，P≤0.012，S≤0.008，Cr：0.90~1.10，Mo：0.40~0.50，Ni、Cu≤0.1，Alt：0.015~0.030。

2.Sn、Pb、As、Sb≤0.01，余量为Fe。

3.如权利要求1所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：采用常规工艺炼制权利要求1所述成份的管坯；

第二步：将冷却后的上述管坯分段并置于加热炉内加热；

第三步：将步骤2所述管坯热轧制成无缝钢管荒管；

第七步：切管、检验与验伤。

4.如权利要求2所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于：所述加热炉加热温度为1240℃～1280℃。

5.如权利要求2所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于：所述热轧温度为1200℃～1230℃。

6.如权利要求2所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于：所述退火温度为800℃～840℃，冷拔变形系数为1.1～1.3。

7.如权利要求2所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于：所述正火空冷的温度为865℃～895℃。

8.如权利要求2所述的地质钻探用合金钢无缝钢管的加工方法，其特征在于：所述感应炉淬火温度为880℃～900℃，回火空冷的温度为580℃～600℃。