CN112538595A - 125ksi级别油井管用热连轧钢、125ksi级别油井管及制备方法 - Google Patents

125ksi级别油井管用热连轧钢、125ksi级别油井管及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种125ksi级别油井管用热连轧钢、125ksi级别油井管及制备方法，属于油井管制备技术领域。本发明提供了125ksi级别油井管用热连轧钢，其成分为：C0.20～0.25％，Mn1.15～1.30％，Si0.15～0.25％，Cr0.38～0.44％，Mo0.18～0.22％，V0.08～0.10％，P≤0.015％，S≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；再对钢硫含量、夹杂物、连铸工艺进行严格控制，同时采用热送热装、精轧、高温卷取，最后采用SEW直缝电阻焊接和淬火‑回火热处理，使制得的成品钢管具有尺寸精度高、表面质量好、合金成本低的特点。

Description

125ksi级别油井管用热连轧钢、125ksi级别油井管及制备 方法
技术领域
本发明属于油井管制备技术领域，具体涉及一种125ksi级别油井管用热连轧钢、125ksi级别油井管及制备方法。
背景技术
油井管是开采石油天然气必须使用的工程用材，包括钻探管、套管、油管，由专用螺纹将油井管连接成数千米长的关注下入井中。油井管的安全可靠性和使用寿命对石油工业的影响很大，油井管的腐蚀环境、非均匀应力、断层或层间滑动等各种因素共同作用，特别容易导致油井管的损坏。
美国石油协会标准API SPEC 5CT将套管和油管分为4组，其中强度级别最高的为125ksi级别的Q125钢。传统油井管采用无缝钢管，无缝管总体质量较好，但存在尺寸精度欠佳、价格较贵的缺点，同时穿孔会对钢管产生螺旋状损伤，无损探伤等难以发现。因此，近年来无缝钢管逐渐被高频电阻焊钢管(ERW)代替。ERW管的原料是板卷，是经控轧控冷轧制而成的中/低碳微合金钢，有良好的强韧性，且焊管尺寸精度高、价格比较便宜。
CN105177434B公开了125ksi钢级耐硫化氢应力腐蚀油井管的制造方法，化学成分为：0.20～0.40％C，0～0.70％Mn，0.4～1.6％Cr，0.6～1.8％Mo，0.05～0.20％V，0.02～0.10％Nb，0～0.04％Ti，0～0.004％B，P≤0.015％，S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，冶炼成圆坯并轧制成无缝钢管，进行热处理后获得油井管。CN104451394B公开了CPE机组生产的150ksi以下抗CO2腐蚀油井管及其制造方法，化学成分为：0.13～0.23％C，0.11～0.41％Si，0.8～1.0％Mn，5.0～6.0％Cr，0.05～0.45％Mo，0.02～0.04％Al，其余为Fe和不可避免的杂质，冶炼成圆坯后轧制成强度1050MPa以上、0℃冲击功50J以上的无缝钢管。CN105441801B公开了一种超高强度超高韧性石油套管及其TMCP制造方法，化学成分为：0.1～0.22％C，0.1～0.4％Si，0.3～1.0％Mn，0.2～0.6％Mo，0.02～0.04％Nb，0.05～0.15％V，0.02～0.05％Ti，0.0015～0.0050％B，0.01～0.05％Al，N≤0.008％，P≤0.015％，S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，冶炼成坯后轧制成无缝管，再热处理后获得抗拉强度≥1034MPa的油井管。
由上述可见，目前大多数125ksi级别油井管仍采用无缝钢管，在后续制管后存在钢管尺寸精度较差、表面质量较难控制等缺点。同时，目前的125ksi级无缝油井管大量采用微合金元素，特别是Nb、Cr、Mo、V等成分含量较高，合金成本高。
发明内容
本发明的目的是开发一种尺寸精度高、表面质量好、合金成本低的125ksi级别油井管用热连轧钢及125ksi级别油井管。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种125ksi级别油井管用热连轧钢，其包括以下重量百分比的化学成分：C：0.20～0.25％，Mn：1.15～1.30％，Si：0.15～0.25％，Cr：0.38～0.44％，Mo：0.18～0.22％，V：0.08～0.10％，P≤0.015％，S≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
在上述化学成分的125ksi级别油井管用热连轧钢基础上，本发明还提供了上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其包括以下步骤：经铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH真空精炼→钙处理→连铸的冶炼工序，得钢坯；钢坯经板坯再加热→除磷→粗轧→精轧→层流冷却→卷取的轧制工序，得钢卷，钢卷即125ksi级别油井管用热连轧钢；其中，所述铁水预脱硫为：将高炉冶炼获得的铁水进行预脱硫，S含量控制目标≤0.002％；所述钙处理为：将RH精炼的钢水进行钙处理，喂钙线≥500m，钙处理后软吹氩时间≥8min，严禁钙处理后进行二次加热；所述连铸为：将RH精炼的钢水放入中间包，再经过结晶器生产为铸坯，采用全程保护浇注，投用动态轻压下，压下量控制为≥5mm，二冷水采用弱冷模式，浇铸过热度控制在15～30℃，板坯拉速控制在0.8～1.0m/min进行恒速浇铸。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述转炉冶炼为：将预脱硫的铁水放入转炉冶炼，采用铝铁脱氧，转炉出钢C含量0.035～0.055％，转炉出钢P含量≤0.010％，转炉出钢S含量≤0.004％。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述LF精炼为：将转炉冶炼的钢水进行LF精炼，采用造白渣脱硫，S含量控制目标为≤0.0015％。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述RH真空精炼为：将LF精炼的钢水进行RH真空精炼，RH循环时间≥20min，真空度＜300mbar的循环时间≥10min。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所得钢坯的厚度为200～230mm。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述板坯再加热为：将钢坯采用热送热装工艺送入板坯再加热炉，入炉温度＞400℃，出炉温度1180～1220℃，在炉时间180～300min。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述粗轧为：将再加热的板坯送入粗轧机进行粗轧，采用5道次或6道次轧制，单道次轧制变形量≥18％，粗轧后钢板厚度为44～48mm。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述精轧为：将粗轧后的钢板送入精轧机进行精轧，采用6道次或7道次轧制，精轧开轧温度≥1050℃，精轧出口温度850～900℃，后三机架道次变形量依次为≥10％、15％和17％。
其中，上述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法中，所述层流冷却和卷取为：将精轧后的钢板进行层流冷却，冷却速率≤10℃/s，卷取温度为760～800℃。
根据上述钢成分和制备方法，本发明制备得到了一种125ksi级别油井管用热连轧钢，然后对其进行制管和淬火-回火热处理，即可制备得到125ksi级别油井管。
其中，上述125ksi级别油井管的制备方法中，所述制管采用SEW直缝电阻焊接。
其中，上述125ksi级别油井管的制备方法中，所述淬火-回火热处理中，淬火温度为900～950℃，淬火时间为30～50min，回火温度为570～630℃，回火时间为60～80min。
本发明中，无特殊说明，所述含量均为质量百分比含量。
本发明的有益效果：
本发明首先对125ksi级别油井管用热连轧钢成分进行优化，采用中碳、铬、钼、钒复合微合金化的成分体系，保证钢的力学性能；再对硫含量、夹杂物、连铸工艺进行严格控制，严格控制铸坯偏析和带状组织，以保证成品钢管的成形性能、耐蚀性能、强韧性；采用热送热装、高温卷取，同时控制精轧后三机架道次变形量，从而适当降低钢卷强度、提高钢卷韧性，从而获得了适宜于制备油井管的热连轧钢。
本发明对上述热连轧钢采用SEW直缝电阻焊接制管，相比于传统无缝钢管，具有成品钢管尺寸精度高、表面质量好、合金成本低的特点，同时对热处理制度进行优化，使油井管用钢达到125ksi级别性能和组织要求。
附图说明
图1为实施例1热处理前的125ksi级别油井管用热连轧钢的金相组织图。
图2为实施例1热处理后的125ksi级别油井管的金相组织图。
图3为对比例2热处理前的热连轧钢的金相组织图。
图4为对比例2热处理后的油井管的金相组织图。
具体实施方式
具体的，125ksi级别油井管用热连轧钢，其包括以下重量百分比的化学成分：C：0.20～0.25％，Mn：1.15～1.30％，Si：0.15～0.25％，Cr：0.38～0.44％，Mo：0.18～0.22％，V：0.08～0.10％，P≤0.015％，S≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明中，C的主要作用是间隙固溶强化，以及热处理后与Cr、Mo、V等合金元素形成碳化物，从而起到沉淀强化作用。因为油井管深入油井、长度达几千米，必须具有较高的强度和刚度，否则掉入油井中会使油井报废，因此必须保持一定的C含量，本发明将C含量控制在0.20～0.25％。
Mn的主要作用是固溶强化和提高塑性，Mn含量偏低易导致钢管成型时及后续服役期间开裂甚至断裂，Mn含量偏高易造成中心偏析和枝晶偏析，形成铁素体带状组织，易导致成型开裂。因此将Mn含量控制在1.15％～1.30％。
Cr、Mo在钢中的主要作用是提高淬透性，能够提高钢板层流冷却过程中的冷却均匀性，从而提高钢板的组织均匀性和性能均匀性。同时Cr、Mo能够提高钢管热处理时的淬透性，促进淬火时形成均匀的马氏体组织。另外，在热处理时Cr、Mo与C能够形成稳定的碳化物，能够提高成品钢管的抗拉强度。V在钢中的主要作用是与C、N形成析出物，能够通过析出强化提高热处理后钢管的抗拉强度。但是，上述微合金元素过高易提高焊接碳当量，不利于焊接，因此，本发明将上述微合金含量控制在Cr：0.38～0.44％，Mo：0.18～0.22％，V：0.08～0.10％。
另外，Si元素与钢的塑性相关，P元素与晶界偏聚相关，而S元素与夹杂物，特别是硫化物夹杂相关，S含量偏高、A类夹杂物偏高时极易引起车轮钢成形开裂，因此将P含量控制在≤0.015％，S含量控制在≤0.002％。
通过上述对钢成分的优化，本发明采用中碳、铬、钼、钒复合微合金化的成分体系，然后进一步借助于连铸-热连轧的冶炼能力及控轧控冷能力，对制备方法进行优化。
125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其包括以下步骤：经铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH真空精炼→钙处理→连铸的冶炼工序，得钢坯；钢坯经板坯再加热→除磷→粗轧→精轧→层流冷却→卷取的轧制工序，得钢卷，钢卷即125ksi级别油井管用热连轧钢；其中，所述铁水预脱硫为：将高炉冶炼获得的铁水进行预脱硫，S含量控制目标≤0.002％；所述钙处理为：将RH精炼的钢水进行钙处理，喂钙线≥500m，钙处理后软吹氩时间≥8min，严禁钙处理后进行二次加热；所述连铸为：将RH精炼的钢水放入中间包，再经过结晶器生产为铸坯，采用全程保护浇注，投用动态轻压下，压下量控制为≥5mm，二冷水采用弱冷模式，浇铸过热度控制在15～30℃，板坯拉速控制在0.8～1.0m/min进行恒速浇铸。
油井管用钢服役环境复杂，要求具有良好的强韧性，及耐H2S、CO2腐蚀性，而S含量及夹杂物级别会极大影响上述性能。因此，本发明所述120ksi级油井管用钢在冶炼工序中，首先通过铁水预脱硫控制控制S含量≤0.002％，再通过LF造白渣深脱硫、RH真空脱气来降低硫含量及夹杂物级别，同时通过喂钙线来改变夹杂物形态，将条状夹杂物变性为球状夹杂物。因此本发明方法中，所述转炉冶炼为：将预脱硫的铁水放入转炉冶炼，采用铝铁脱氧，转炉出钢C含量0.035～0.055％，转炉出钢P含量≤0.010％，转炉出钢S含量≤0.004％；所述LF精炼为：将转炉冶炼的钢水进行LF精炼，采用造白渣脱硫，S含量控制目标为≤0.0015％；所述RH真空精炼为：将LF精炼的钢水进行RH真空精炼，RH循环时间≥20min，真空度＜300mbar的循环时间≥10min。
在转炉冶炼工序采用铝铁脱氧，同时Al与钢中残留的微量N元素(50ppm以下)聚合为纳米级AlN析出相，可以对晶界起到良好的钉轧效果，从而降低成品钢的晶粒尺寸；另外，不在合金化过程中引入C元素也是重要的，因为本发明所述钢种强度级别高，由于强度与韧性的矛盾性，该钢种韧性、成形性是较难控制的，因此，必须降低C含量，以避免形成韧性较差的富碳相组织。
同时，本发明所述120ksi级油井管用钢C、Mn含量较高，并添加了Cr、Mo、V等微合金元素，在连铸工序易产生中心偏析和枝晶偏析，从而导致成品钢带状组织严重，影响钢的韧性。因此，本发明在连铸工序采用低过热度浇铸，必须投用动态轻压下，且浇铸过热度控制在15～30℃，轻压下量控制为≥5mm，经连铸获得200～230mm厚度的钢坯。
在轧制工序中，本发明所述120ksi级油井管用钢C、Mn含量较高，并添加了Cr、Mo、V等微合金元素，连铸获得的板坯激冷时存在开裂的风险，因此采用热送热装工艺进行板坯再加热，控制入炉温度＞400℃，出炉温度1180～1220℃，在炉时间180～300min，该工艺与高温卷取结合(760～800℃卷取温度)，能够适当降低钢卷强度、提高钢卷韧性，利于后续制管。
同时，对粗轧和精轧进行优化，控制粗轧中：采用5道次或6道次轧制，单道次轧制变形量≥18％。粗轧后钢板厚度为44～48mm；精轧中：采用6道次或7道次轧制，精轧开轧温度≥1050℃，精轧出口温度850～900℃，并增加精轧后三机架变形量(≥10％、≥15％、≥17％)有利于细化成品钢卷金相组织，提高钢卷韧性。
然后，将精轧后的钢板进行层流冷却，冷却速率≤10℃/s，卷取温度为760～800℃，即得到125ksi级别油井管用热连轧钢。
本发明中，将120ksi级油井管用钢采用SEW直缝电阻焊制成钢管后，进行淬火-回火热处理。首先通过安德鲁斯(AndrewsKW)经验公式进行材料奥氏体化温度Ac1和Ac3相变点的估算。
Ac1＝723-10.7[Mn]+29.1[Si]+16.9[Cr]-16.9[Ni]+290[As]+6.38[W] (1)
Ac3＝910-203[C]1/2+44.7[Si]-15.2[Ni]+31.5[Mo]+104[V]+13.1[W] (2)
将本发明所述120ksi级油井管用钢的化学成分带入式(1)、(2)中，计算得到Ac1为720～725℃，Ac3为829～848℃。本发明将淬火温度设定在900～950℃，淬火时间设定在30～50min。如果淬火温度偏低、淬火时间偏短，可能导致材料中合金元素未完全固溶、金相组织未完全奥氏体化，从而引起成品钢管组织异常、合金元素未完全析出、抗拉强度偏低。如果淬火温度偏高、淬火时间偏长，可能导致材料在奥氏体化过程中过烧，引起奥氏体组织粗大，从而影响成品钢组织性能。
回火的主要目的是降低淬火处理马氏体相变产生的残余应力，并将马氏体中的碳化物进行部分回溶，在不降低强度的前提下提高冲击韧性。如果回火温度偏低、回火时间偏短，可能导致材料的残余应力较高、冲击韧性偏低，如果回火温度偏高、回火时间偏长，可能导致材料的强度、硬度下降。因此，本发明设定回火温度570～630℃，回火时间60～80min。
本发明采用中碳、铬、钼、钒复合微合金化的成分体系，借助于连铸-热连轧的冶炼能力及控轧控冷能力，在结合制管和淬火-回火热处理，在较低的合金含量下即能够获得抗拉强度1000MPa以上、-10℃冲击功≥80J、带状组织≤3级的125ksi级别油井管，该油井管为高频直缝焊制管，相比于传统无缝钢管，具有尺寸精度高、表面质量好、合金成本低的特点。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1和2经铁水预脱硫、LF精炼造白渣脱硫、RH真空脱气将S含量降低到0.002％；连铸过热度控制在20℃、21℃，投用轻压下5mm；获得的铸坯经过再加热、轧制，再进行层流冷却，冷却速率分别为8℃/s、7℃/s，卷取温度控制在780℃和782℃，得钢卷(即125ksi级别油井管用热连轧钢)；获得的钢卷采用SEW直缝电阻焊制管后，分别进行930℃淬火35min和-620℃回火65min、900℃淬火50min和-570℃回火80min，得125ksi级别油井管。
成品125ksi级别油井管的性能指标满足抗拉强度≥1000MPa，-10℃冲击功≥80J的要求，实施例1热处理前的125ksi级别油井管用热连轧钢和热处理后的125ksi级别油井管的金相组织分别见图1、图2。
对比例1化学成分中Cr、V含量较低，造成热处理后的成品钢抗拉强度偏低，采用SEW直缝电阻焊制管。
对比例2化学成分中Mn含量较高、连铸过热度较高、轻压下较小，造成成品钢带状组织超过3.0级(实为4.0级)；采用SEW直缝电阻焊制管，但对比例2淬火温度较高，造成成品钢热处理后抗拉强度偏低，对比例2热处理前的125ksi级别油井管用热连轧钢和热处理后的125ksi级别油井管的的金相组织见图3、图4。
对比图3和图1可知，对比例2带状组织严重，会降低冲击功；对比图4和图2可知，实施例1热处理后无带状组织，对比例2热处理后带状组织严重，会降低冲击功。
表1实施例及对比例的成分(％)
元素 C Mn Si Cr Mo V P S
实施例1 0.20 1.16 0.20 0.38 0.20 0.09 0.012 0.002
实施例2 0.22 1.17 0.18 0.40 0.21 0.08 0.009 0.002
对比例1 0.19 1.18 0.22 0.26 0.18 0.05 0.010 0.002
对比例2 0.20 1.34 0.21 0.40 0.19 0.09 0.011 0.002
表2实施例及对比例的工艺参数
Figure BDA0002817017030000061
Figure BDA0002817017030000071
表3实施例及对比例125ksi级别油井管的性能指标
Figure BDA0002817017030000072

Claims (10)

1.125ksi级别油井管用热连轧钢，其特征在于：包括以下重量百分比的化学成分：C：0.20～0.25％，Mn：1.15～1.30％，Si：0.15～0.25％，Cr：0.38～0.44％，Mo：0.18～0.22％，V：0.08～0.10％，P≤0.015％，S≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.权利要求1所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：经铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH真空精炼→钙处理→连铸的冶炼工序，得钢坯；钢坯经板坯再加热→除磷→粗轧→精轧→层流冷却→卷取的轧制工序，得钢卷，钢卷即125ksi级别油井管用热连轧钢；其中，所述铁水预脱硫为：将高炉冶炼获得的铁水进行预脱硫，S含量控制目标≤0.002％；所述钙处理为：将RH精炼的钢水进行钙处理，喂钙线≥500m，钙处理后软吹氩时间≥8min，严禁钙处理后进行二次加热；所述连铸为：将RH精炼的钢水放入中间包，再经过结晶器生产为铸坯，采用全程保护浇注，投用动态轻压下，压下量控制为≥5mm，二冷水采用弱冷模式，浇铸过热度控制在15～30℃，板坯拉速控制在0.8～1.0m/min进行恒速浇铸。
3.根据权利要求2所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：冶炼工序中，至少满足下列的一项：
所述转炉冶炼为：将预脱硫的铁水放入转炉冶炼，采用铝铁脱氧，转炉出钢C含量0.035～0.055％，转炉出钢P含量≤0.010％，转炉出钢S含量≤0.004％；
所述LF精炼为：将转炉冶炼的钢水进行LF精炼，采用造白渣脱硫，S含量控制目标为≤0.0015％；
所述RH真空精炼为：将LF精炼的钢水进行RH真空精炼，RH循环时间≥20min，真空度＜300mbar的循环时间≥10min。
4.根据权利要求2或3所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：所得钢坯的厚度为200～230mm。
5.根据权利要求2所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：所述板坯再加热为：将钢坯采用热送热装工艺送入板坯再加热炉，入炉温度＞400℃，出炉温度1180～1220℃，在炉时间180～300min。
6.根据权利要求2所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：至少满足下列的一项：
所述粗轧为：将再加热的板坯送入粗轧机进行粗轧，采用5道次或6道次轧制，单道次轧制变形量≥18％，粗轧后钢板厚度为44～48mm；
所述精轧为：将粗轧后的钢板送入精轧机进行精轧，采用6道次或7道次轧制，精轧开轧温度≥1050℃，精轧出口温度850～900℃，后三机架道次变形量依次为≥10％、15％和17％。
7.根据权利要求2～6任一项所述125ksi级别油井管用热连轧钢的制备方法，其特征在于：所述层流冷却和卷取为：将精轧后的钢板进行层流冷却，冷却速率≤10℃/s，卷取温度为760～800℃。
8.125ksi级别油井管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将权利要求2～7任一项所得125ksi级别油井管用热连轧钢进行制管和淬火-回火热处理，即得。
9.根据权利要求8所述的125ksi级别油井管的制备方法，其特征在于：所述制管采用SEW直缝电阻焊接。
10.根据权利要求8或9所述的125ksi级别油井管的制备方法，其特征在于：所述淬火-回火热处理中，淬火温度为900～950℃，淬火时间为30～50min，回火温度为570～630℃，回火时间为60～80min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115141972A (zh) * 2022-05-12 2022-10-04 中国科学院金属研究所 一种125ksi级抗硫化物应力开裂的低合金油井管钢及其制备方法
CN115838899A (zh) * 2022-11-22 2023-03-24 石钢京诚装备技术有限公司 一种超高压井口钢及其生产方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6039150A (ja) * 1983-08-12 1985-02-28 Nippon Steel Corp 応力腐食割れ抵抗の優れた油井管用鋼
CN101845586A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 宝山钢铁股份有限公司 一种石油套管用钢、电阻焊石油套管及其制造方法
CN102653844A (zh) * 2011-03-03 2012-09-05 中国石油天然气集团公司 耐酸性环境腐蚀电阻焊钢管及其制备方法
CN103147009A (zh) * 2012-12-13 2013-06-12 济钢集团有限公司 一种n80q钢级石油套管及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6039150A (ja) * 1983-08-12 1985-02-28 Nippon Steel Corp 応力腐食割れ抵抗の優れた油井管用鋼
CN101845586A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 宝山钢铁股份有限公司 一种石油套管用钢、电阻焊石油套管及其制造方法
CN102653844A (zh) * 2011-03-03 2012-09-05 中国石油天然气集团公司 耐酸性环境腐蚀电阻焊钢管及其制备方法
CN103147009A (zh) * 2012-12-13 2013-06-12 济钢集团有限公司 一种n80q钢级石油套管及其制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余伟等: "《热轧钢材的组织性能控制——原理、工艺与装备》", 31 October 2016, 冶金工业出版社 *
俞海明等: "《转炉钢水的炉外精炼技术》", 31 August 2011, 冶金工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115141972A (zh) * 2022-05-12 2022-10-04 中国科学院金属研究所 一种125ksi级抗硫化物应力开裂的低合金油井管钢及其制备方法
CN115141972B (zh) * 2022-05-12 2023-11-10 中国科学院金属研究所 一种125ksi级抗硫化物应力开裂的低合金油井管钢及其制备方法
CN115838899A (zh) * 2022-11-22 2023-03-24 石钢京诚装备技术有限公司 一种超高压井口钢及其生产方法
CN115838899B (zh) * 2022-11-22 2024-03-01 石钢京诚装备技术有限公司 一种超高压井口钢及其生产方法

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