EA023196B1

EA023196B1 - Низколегированная сталь с повышенным пределом текучести и высокой устойчивостью к образованию трещин под действием нагрузки, вызываемой сульфидами

Info

Publication number: EA023196B1
Application number: EA201270785A
Authority: EA
Inventors: Лоран Делаттр; Эрве Маршебуа; Мишель Пьетт; Кристоф Бош; Микаэла Хэрстэмайер; Йоаким Конрад
Original assignee: Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гес Франс
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2016-05-31
Also published as: EA201270785A1; SA111320502B1; BR112012030817A8; CA2801012C; WO2011151186A1; CN102939400B; MX347581B; JP2013534563A; EP2593574A1; CN102939400A; AU2011260493B2; CA2801012A1; FR2960883B1; US20130061988A1; MY161469A; AR081190A1; EP2593574B1; US9273383B2; FR2960883A1; JP5856608B2

Abstract

Сталь, содержащая, вес.%: С 0,3-0,5, Si 0,1-1, Mn - менее либо равно 1, Р - менее либо равно 0,03, S - менее либо равно 0,005, Cr 0,3-1, Мо 1-2, W 0,3-1, V 0,03-0,25, Nb 0,01-0,15, Al 0,01-0,1, где остальную часть химической композиции данной стали составляют Fe и примеси или остатки, необходимые для процессов производства и отливки стали или образующиеся в результате них. Сталь позволяет изготавливать бесшовные трубы для углеводородных скважин с пределом текучести после термообработки больше либо равным 862 МПа и даже 965 МПа.

Description

Изобретение относится к низколегированным сортам стали с повышенным пределом текучести, обладающим отличной устойчивостью к образованию трещин под действием нагрузки, обусловленной присутствием сульфидов. Настоящее изобретение также предусматривает применения трубных изделий для углеводородных скважин, содержащих сероводород (Н₂8).

При разведке и разработке все более глубоких углеводородных скважин при возрастающем давлении, температурах и все более коррозионной среде, особенно вследствие присутствия в ней сероводорода, непрестанно растет необходимость в использовании труб из низколегированной стали, одновременно имеющей повышенный предел текучести и высокую устойчивость к образованию трещин под действием нагрузки, обусловленной присутствием сульфидов.

Действительно, присутствие сероводорода Н₂8 приводит к опасному образованию трещин в низколегированных сталях с повышенным пределом текучести, известному также как образование трещин под действием нагрузки, обусловленной присутствием сульфидов 88С (сульфидное растрескивание), одинаково влияющей как на обсадные трубы (обсадные колонны), так и трубы для добычи (насоснокомпрессорные трубы), трубы для подводных нагнетательных трубопроводов (стояки) или бурильные трубы (бурильные колонны) и сопутствующие изделия. Кроме того, сероводород является смертельно опасным для человека газом в концентрации нескольких десятков частей на миллион (ррт), и крайне важно, чтобы он не выходил вследствие трещин или повреждений в трубах. Поэтому устойчивость к 88С имеет особое значение для нефтяных компаний, поскольку речь идет о безопасности людей и оборудования.

Таким образом, в последние десятилетия наблюдалось успешное развитие устойчивых к Н₂8 низколегированных сталей с минимальным указанным пределом текучести, который постепенно возрастает: 551 МПа (80 км). 620 МПа (90 км). 655 МПа (95 км) и позднее 758 МПа (110 км). и даже 862 МПа (125 к81).

На сегодняшний день глубина углеводородных скважин часто достигает нескольких тысяч метров и вес колонн труб, разработанных согласно стандартным показателям предела текучести, также очень значительный. Давление в углеводородных резервуарах также может быть очень высоким, порядка нескольких сотен бар, и присутствие Н₂8 даже на относительно низком уровне, порядка 10-100 ррт, порождает парциальное давление от 0,001 до 0,1 бар, достаточное при низком рН, чтобы вызывать явление 88С, если материал труб к этому не приспособлен. Также использование низколегированных сортов стали, сочетающих указанный предел текучести от 862 МПа (125 к81) или предпочтительней от 965 МПа (140 км) при хорошей устойчивости к 88С, было бы особенно благоприятным в таких колоннах труб.

Именно поэтому была поставлена задача получить низколегированную сталь, имеющую одновременно минимальный указанный предел текучести от 862 МПа (125 Κδί) и предпочтительно от 965 МПа (140 км) и хорошую устойчивость к 88С, что затруднительно, поскольку хорошо известно, что устойчивость к 88С низколегированных сортов стали понижается по мере того, как повышается их предел текучести.

Заявка на патент ЕР1862561 предлагает низколегированную сталь с повышенным пределом текучести (более либо равным 862 МПа) и отличной устойчивостью к 88С, раскрывая химическую композицию, преимущественно связанную с термической обработкой бейнитного изотермического превращения в диапазоне температур 400-600°С.

Для получения низколегированной стали с высоким пределом текучести обычно производят термическую обработку с закаливанием и отпуском при относительно низкой температуре (ниже 700°С) стали, легированной хромом и молибденом Сг-Мо. Однако согласно заявке на патент ЕР1862561, отпуск при низкой температуре способствует высокой плотности сдвигов и осаждению крупнозернистых карбидов М23С6 на границе зерен, приводя к низкой устойчивости к 88С. Заявка на патент ЕР1892561 также предлагает повысить устойчивость к 88С путем повышения температуры отпуска для снижения плотности сдвигов и ограничить оседание крупнозернистых карбидов на границе зерен путем ограничения общего содержания хрома и молибдена (Сг+Мо) в количестве от 1,5 до 3%. Но поскольку предел текучести в таком случае может снижаться вследствие повышенной температуры отпуска, в заявке на патент ЕР1862561 предлагается увеличить содержание углерода С (от 0,3 до 0,6%) в связи с добавлением достаточного количества молибдена Мо и ванадия V (в количестве большем либо равном 0,5% и от 0,05 до 0,3%, соответственно) для оседания чистых карбидов МС.

Однако поскольку такое повышение содержания углерода С при классической термообработке (закаливание водой + отпуск) может привести к закалочным трещинам, в заявке на патент ЕР 1862561 предлагается термическая обработка бейнитного изотермического превращения в диапазоне температур 400600°С, позволяющая частично избежать растрескивания во время закаливания водой сортов стали с повышенным содержанием углерода, и вместе с этим избежать смешанных мартенситно-бейнитных структур, считающихся неблагоприятными в отношении устойчивости к 88С в случае более мягкого закаливания, например, в масле.

Полученная бейнитная структура (эквивалентная согласно заявке на патент ЕР1862561 мартенситной структуре, получаемой посредством классической термообработки способом закаливание + отпуск) также имеет повышенный предел текучести (больше либо равный 862 МПа или 125 Κκί) вместе с отлич- 1 023196 ной устойчивостью к 88С, которая согласно стандартам ΝΛί'Έ (Национальной ассоциации инженеровкоррозионистов) по испытанию ТМ0177 относится к категориям А и Ό.

Однако промышленное внедрение такого бейнитного изотермического превращения предполагает очень точный контроль кинетики проведения обработки, чтобы не вызвать другие превращения (мартенситные или перлитные). Кроме того, в зависимости от толщины трубы, количество используемой для закаливания воды варьируется, что требует установку контроля скорости охлаждения труб для получения однофазной бейнитной структуры.

В настоящем изобретении была поставлена цель получить композицию низколегированной стали: способную подвергаться термической обработке для достижения предела текучести большего либо равного 862 МПа (125 кы) и предпочтительно большего либо равного 965 МПа (140 Κδί).

устойчивость к 88С которой согласно стандарту NΑСΕ по испытанию ТМ0177 относится к категории А, но при парциальном давлении сероводорода Η₂δ от 0,03 бар является отличной для вышеуказанного уровня предела текучести, и которая не требует промышленной установки для изотермического бейнитного закаливания, в результате чего себестоимость производства бесшовных труб меньше, чем себестоимость производства согласно документу ЕР1862561.

Согласно настоящему изобретению сталь содержит, вес.%: углерод С: 0,3-0,5; кремний δί: 0,1-1;

марганец Мп: меньше либо равно 1; фосфор Р: меньше либо равно 0,03; сера 8: меньше либо равно 0,005; хром Сг: 0,3-1;

молибден Мо: 1-2; вольфрам 0,3-1; ванадий V: 0,03-0,25; ниобий ΝΒ: 0,01-0,15; алюминий А1: 0,01-0,1.

Остальную часть химической композиции данной стали составляют железо и примеси или остатки, необходимые для процессов производства и отливки стали или образующиеся в результате них.

Влияние элементов химической композиции на свойства стали следующее.

Углерод: 0,3-0,5%.

Присутствие этого элемента необходимо для улучшения закаливаемости стали и позволяет получить требуемые улучшенные механические характеристики. Изобретатели также определили, что повышенное относительное содержание углерода обеспечивает лучшую устойчивость к 88С, хотя причина этому явлению не была найдена. Содержание менее 0,3% позволяет получить желаемый предел текучести (больше либо равный 140 к81) только при относительно низких температурах отпуска, что неблагоприятно для обеспечения достаточной устойчивости к 88С. Зато, если содержание углерода превосходит 0,5%, с одной стороны, термообработка, в частности мартенситное закаливание, в менее жесткой среде, чем вода, становится трудно управляемой для труб с большой длиной (от 10 до 15 м), и, с другой стороны, количество карбидов, образующихся во время отпуска, становится избыточным и может приводить к ухудшению устойчивости к 88С.

Если имеется только оборудование для закаливания водой, будет предпочтительным выбрать содержание углерода ближе к нижнему значению вышеуказанного интервала во избежание растрескивания при закаливании: например, выбрать содержание углерода от 0,32 до 0,38%.

Если имеется оборудование для закаливания с помощью жидкости для закаливания, показатель жесткости которой ниже, чем у воды (например, закаливание с помощью масла или закаливание с помощью воды с добавлением полимеров), будет полезно выбрать содержание углерода ближе к верхнему значению вышеуказанного интервала: например, выбрать содержание углерода от 0,38 до 0,46% и предпочтительно содержание углерода от 0,40 до 0,45%.

Кремний: от 0,1 до 1%.

Кремний является восстанавливающим элементом для жидкой стали. Такой эффект дает содержание по меньшей мере 0,1%. Кремний также противостоит размягчению при отпуске и таким образом способствует повышению устойчивости к 88С. Часто описывается, что при содержании более 0,5% этот элемент приводит к ухудшению устойчивости к 88С. Однако изобретатели установили, что содержание δί может достигать 1% без негативного действия на устойчивость к 88С. Поэтому его содержание устанавливают между 0,1 и 1%. Интервал значений находится между 0,5 и 1% и также может представлять интерес в сочетании с другими элементами композиции согласно настоящему изобретению.

Марганец: меньше либо равно 1%.

Марганец является элементом, который повышает ковкость стали и способствует ее закаливаемости. Однако при содержании более 1% он приводит к нежелательным для устойчивости к 88С скоплениям. Поэтому его максимальное содержание устанавливают как 1% и предпочтительно 0,5%. Во избежа- 2 023196 ние проблем с ковкостью (пережог) его минимальное содержание предпочтительно устанавливают как 0,2%.

Фосфор: меньше либо равно 0,03% (примесь).

Фосфор является примесью, которая снижает устойчивость к §§С посредством своего скопления на границах зерен. Поэтому его содержание ограничивают до 0,03%.

Сера: меньше либо равно 0,005% (примесь).

Сера является примесью, которая образует включения, неблагоприятные для устойчивости к §§С и которые также могут подвергаться сегрегированию на границах зерен. Ее влияние становится заметным при содержании более 0,005%. Поэтому ее содержание ограничивают до 0,005% и предпочтительно на предельно низком уровне, таком как 0,003%.

Хром: от 0,3 до 1%.

Хром является элементом, полезным для улучшения закаливаемости и механических характеристик стали и увеличения устойчивости к §§С. Поэтому его минимальное содержание устанавливают как по меньшей мере 0,3%. Тем не менее, его содержание не должно превышать 1%, чтобы избежать ухудшения устойчивости к §§С.

Поэтому его содержание ограничивают между 0,3 и 1%. Предпочтительно нижние и верхние пределы составляют соответственно 0,3 и 0,8%, а еще предпочтительнее от 0,4 до 0,6%.

Молибден: от 1 до 2%.

Молибден является элементом, полезным для улучшения закаливаемости стали, и он также позволяет увеличить температуру отпуска стали. Изобретатели установили особенно благоприятное влияние молибдена Мо при содержании больше либо равном 1%. Однако, если содержание этого элемента превышает 2%, он может после отпуска способствовать формированию крупнозернистых соединений, которые ухудшают устойчивость к §§С. Поэтому его содержание ограничивают между 1 и 2%. Предпочтительно диапазон значений составляет между 1,2 и 1,8%, и более предпочтительно между 1,3 и 1,7%.

Вольфрам: от 0,3 до 1%.

Также как и молибден, вольфрам является элементом, который улучшает закаливаемость и механическую прочность стали. Согласно настоящему изобретению это важный элемент, позволяющий не только допускать значительное содержание молибдена Мо без осаждения крупнозернистых карбидов М₂₃С₆ и кси-карбидов во время отпуска, а напротив, способствовать выпадению мелкозернистого и однородного осадка микрокарбидов (МС), ограничивая их рост благодаря своему низкому коэффициенту диффузии. Благодаря своему воздействию вольфрам также позволяет увеличить содержание молибдена для повышения температуры отпуска, а, следовательно, снизить плотность сдвигов и повысить устойчивость к §§С. С этой целью его содержание должно быть по меньшей мере 0,3%. Однако при содержании более 1% он уже не оказывает нужного эффекта. Это происходит потому, что содержание молибдена Мо находится в пределах от 0,3 до 1%. Предпочтительные нижний и верхний пределы соответственно составляют 0,4 и 0,7%.

Ванадий: от 0,03 до 0,25%.

Как и молибден, ванадий является полезным элементом для улучшения устойчивости к §§С, образуя мелкозернистые микрокарбиды МС, позволяющие повышать температуру отпуска стали. Для эффективности он должен присутствовать в количестве по меньшей мере 0,03%. Однако избыточное осаждение его карбидов может сделать сталь хрупкой. Поэтому его содержание ограничивают до 0,25%. Изобретатели установили взаимную зависимость элементов ниобия N6 и ванадия V. Когда содержание ниобия N6 относительно низкое (0,01-0,03%), диапазон предпочтительных значений содержания ванадия V составляет между 0,1 и 0,25%, более предпочтительно между 0,1 и 0,2%.

Ниобий: от 0,01 до 0,15%.

Ниобий является добавочным элементом, который образует с углеродом и азотом карбонитриды, скрепляющее действие которых эффективно способствует уменьшению зерен при аустенизации. При обычных температурах аустенизации карбонитриды частично растворяются, и ниобий имеет отверждающее действие (или замедляет размягчение) вследствие того, что осаждение карбонитридов при отпуске меньше, чем при использовании ванадия. Напротив, нерастворенные карбонитриды скрепляют связи аустенитных зерен во время аустенизации и позволяют таким образом получить перед закаливанием очень мелкое аустенитное зерно, что оказывает очень благоприятное действие на предел текучести и устойчивость к §§С. Изобретатели также считают, что этот эффект уменьшения аустенитного зерна возрастает благодаря выполнению двойного закаливания. Чтобы действие ниобия было эффективным, этот элемент должен присутствовать к количестве по меньшей мере 0,01%. Однако при содержании более 0,15% образуется слишком большое количество карбонитридов ниобия N6, и они относительно крупнозернистые, что неблагоприятно для устойчивости к §§С. Поскольку содержание ванадия V является относительно высоким (0,1-0,25%), диапазон предпочтительных значений содержания ниобия N6 составляет между 0,01% и 0,03%.

Ванадий + 2 ниобия: альтернативно в количестве от 0,10 до 0,35%.

Изобретатели установили совместное влияние элементов ванадия V и ниобия N6 на задержку при отпуске и, следовательно, на устойчивость к §§С. Можно добавить больше ниобия N6, когда содержание

- 3 023196 ванадия V относительно низкое (около 0,04%), и наоборот (эффект баланса между этими элементами). Чтобы выявить взаимное влияние ниобия N6 и ванадия V, изобретатели альтернативно ввели ограничение по содержанию на сумму ν+2Ν6, которое может составлять от 0,10 до 0,35%, предпочтительно от 0,12 до 0,30%.

Алюминий: от 0,01 до 0,1%.

Алюминий является мощным восстановителем стали, и его присутствие также оказывает благоприятное воздействие на десульфурацию стали. Для этого его добавляют в количестве 0,01%. Однако при содержании более 0,1%, с одной стороны, он уже не оказывает значительного благоприятного влияния на восстановление и десульфурацию, и, с другой стороны, он может образовывать крупнозернистые и вредные нитриды алюминия. Поэтому верхний предел содержания алюминия А1 устанавливают равным 0,1%. Нижний и верхний пределы соответственно составляют 0,01 и 0,05%.

Титан: (примесь).

Содержание титана Τι более 0,01% способствует осаждению нитридов титана ΤίΝ в жидкой фазе стали и может приводить к образованию крупнозернистого осадка ΤίΝ, неблагоприятного для устойчивости к §§С. Содержание титана Τι меньшее либо равное 0,01% может находиться в примесях, связанных с обработкой жидкой стали и не является результатом преднамеренного добавления. По мнению изобретателей настолько низкое его содержание совсем не оказывает нежелательного воздействия на устойчивость к §§С при незначительном содержании азота (в количестве меньшем либо равном 0,01%). Предпочтительно, чтобы максимальное содержание титана Τι в примесях составляло до 0,005%.

Азот: (примесь).

Содержание азота более 0,01% способно снизить устойчивость к §§С стали. Таким образом, его содержание предпочтительно должно составлять менее 0,01%.

Бор: примесь.

Этот элемент, будучи активным по отношению к азоту, чрезвычайно улучшает закаливаемость, поскольку он растворяется в стали.

Для достижения этого эффекта необходимо добавить бор в пропорции по меньшей мере 10 ч./млн (10^-4%).

Микролегированные стали, содержащие бор, обычно содержат титан для того, чтобы азот удерживался в виде соединений титана ΤίΝ, и бор оставался в свободном виде.

Изобретатели в ходе настоящего изобретения определили, что для сортов стали с очень высоким пределом текучести, которые должны быть устойчивыми к §§С, добавление бора в сталь согласно изобретению не является обязательным, а может быть даже нежелательным. Таким образом, в стали согласно настоящему изобретению бор присутствует в форме примеси.

Пример варианта осуществления

Два лабораторных образца в виде расплавленной массы стали согласно настоящему изобретению по 100 кг каждый, обозначенные как А и В, были подготовлены, а затем сформованы путем горячей прокатки в полосы шириной 160 мм и толщиной 12 мм.

Для сравнения также была подготовлена и преобразована в полосы, подобные образцам А и В, лабораторная расплавленная масса, обозначенная как С, с композицией вне диапазона настоящего изобретения.

Табл. 1 показывает химическую композицию изделия (плоского проката) из трех испытываемых расплавленных масс (все % являются весовыми).

Таблица 1

Образец	С	8ί	Μη	Ρ	8	Сг	Мо	\ν	V
А	0,43	0,79	0	0,010	0,003	0,50	1,46	0,64	0,20
В	0,34	0,36	0,39	0,011	0,003	0,49	1,29	0,52	0,10
с*	0,33	0,37	0,38	0,011	0,003	0,98	1,50	0,008*	0,05
Образец	N6	ν+2Ν6	ΑΙ	N	Τί	в
А	0,019	0,24	0,03	0,0045	0,002	0,0005
В	0,021	0,14	0,02	0,0023	0,002	0,0005
С*	0,081	0,21	0,02	0,0031	0,009	0,0012*

* Пример для сравнения.

Образцы А и В содержат большое количество ванадия V и маленькое количество ниобия N6, а образец С - количество этих элементов, взятое в обратной пропорции.

Образец В является вариантом образца А с более низким содержанием углерода С и кремния δί.

Образец С не содержит вольфрам добавку титана Τί и бора.

Образец А подвергли дилатомерическим исследованиям для определения точек превращения с температурной остановкой при нагреве Ас1 и Ас3, температур мартенситного превращения М₈ и МТ и критической скорости мартенситного закаливания.

Ас1=765°С, Ас3=880°С, М₈= 330°С, МТ= 200°С.

Точка Ас1 является более высокой и позволяет осуществлять отпуск при более высокой температу- 4 023196 ре.

Структура, полученная со скоростью охлаждения 20°С/с, является полностью мартенситной и содержит 15% бейнита при скорости охлаждения 7°С/с. Критическая скорость мартенситного закаливания, таким образом, составляет примерно 10°С/с.

Табл. 2 показывает значения предела текучести Кр0,2 и механической прочности на разрыв Кт, полученные для полос разных образцов после термообработки путем двойного закаливания и отпуска.

Выполняют две операции закаливания при температурах около 950°С для того, чтобы лучше уточнить размер аустенитных зерен, и отпуск между двумя операциями закаливания, чтобы избежать возникновения закалочных трещин между этими операциями.

Конечный отпуск осуществляют между 680 и 730°С для образцов А-С для получения значения предела текучести, большего либо равного 965 МПа (140 к81).

Таблица 2

Образ ец	Изделие/толщина (мм)	Термообработка (**)	Предел текучести, МПа (км)	Прочность на разрыв МПа (км)	Кр0,2/Ки)
А	Полоса проката/ 12мм	ТЕ+Е+ТЕ+Е	1005(146)	1051(152)	0,96
В	Полоса проката/ 12мм	ТЕ 1 Κι ТЕ 1Р.	1010(147)	1078(156)	0,94
с*	Полоса проката/ 12мм	ΤΕ+Ε+ΤΕ+Ε	995(144)	1066(155)	0,93

* Пример для сравнения.

ТЕ = температура воды; К = отпуск.

Значения механической прочности Кт очень близки к значениям предела текучести (соотношение Кр0,2/Кт близко к 0,95), что благоприятно для устойчивости к §§С. Вероятно желательно, чтобы значение Кт было меньше либо равно 1150 МПа, предпочтительно от 1120 до 1100 Мпа, для улучшения устойчивости к §§С.

Размер аустенитных зерен перед второй операцией закаливания измерили, и табл. 3 показывает полученные результаты.

Таблица 3

Образец	Размер аустенитных зерен по А8ТМ Е112
А	11
В	13
С*	13

* Пример для сравнения.

Во всех случаях зерна являются очень мелкими, и такой размер зерен, возможно, получается в результате благоприятного воздействия двойного закаливания.

Табл. 4 показывает средние значения трех проверок твердости по Роквеллу С (НКс), выполненных на образцах, прошедших обработку согласно табл. 2, на трех различных участках: возле каждой из поверхностей и в толще полосы на половину ее толщины.

Таблица 4

Образец	Твердость по Роквеллу (НК.с)
Поверхность 1	В толще	Поверхность 2
А	34,2	34,5	34,5
В	33,9	34,9	34,1
С*	33,6	33,3	34,0

* Пример для сравнения.

Отмечается незначительное отличие в твердости в толще полосы (всего на 1 НКс), что свидетельствует о мартенситном закаливании по всей толщине полосы.

Максимальные значения в таблице приближены к значению порядка 35 НКс, и максимальное значение, составляющее 36 НКс, может быть желательным для улучшения устойчивости к §§С.

Табл. 5 показывает средние значения результатов испытаний на ударную вязкость по Шарпи В при низкой температуре (-20 и -40°С) для проб, взятых в продольном направлении полос образца А, обработанного согласно табл. 2.

Таблица 5

Образец	кВ (Дж) при -40°С	кВ (Дж) при -20°С
А	30	39

Все полученные значения превышают 27 Дж (соответствующее значение энергии согласно стандарту ΑΡΙ 5СТ) при -40°С.

Табл. 6 показывает результаты исследования для оценки устойчивости к §§С по категории А согласно стандарту ΝΑΟΕ ТМ0177.

- 5 023196

Испытуемые образцы представлены в виде проб цилиндрической формы, взятых путем вытягивания с помощью трубки в продольном направлении из толщи прокатных полос, обработанных согласно табл. 2 и прошедших механическую обработку согласно категории А стандарта ΝΛί'Έ ТМ0177.

Используемая в исследовании закалочная ванна принадлежит к типу ЕРС 16 (по стандартам Европейской федерации по коррозии). Водный раствор получают из 5% хлорида натрия (№С1) и 0,4% ацетата натрия (СН₃СОО№) с непрерывной продувкой газовой смесью 3% Η₂δ/97% СО₂ при 24°С (±3°С) и доводят до рН 3,5 с помощью соляной кислоты (НС1).

Устанавливают нагрузку, составляющую 85% от известного минимального предела текучести (δΜΥδ), т.е. 85% от 965 МПа, что составляет 820 МПа. Три образца испытывают при одинаковых условиях испытания с учетом разброса, свойственного этому типу исследования.

Устойчивость к 88С оценивается как хорошая (обозначение О) при отсутствии трещин по меньшей мере в двух пробах по истечении 720 ч, и как плохая (обозначение X) если появляется трещина ранее 720 ч в калиброванной части по меньшей мере двух проб из трех испытуемых. Исследование образца А было продублировано.

Таблица 6

Образец	К.рО.2 (МПа)	Исследование категории А по стандарту ИАСЕ
Среда	Прилагаемая нагрузка	результат
рН	Н₃5 (%)	Нагрузка	Величина в МПа (ка)	>720 ч
д**	1005	3,5	3	85% 8ΜΥ8	820(119)	о о
в	1010	3,5	3	85% 8ΜΥ5	820(119)	X
с*	995	3,5	3	85% 8ΜΥ8	820 (119)	X

*Пример для сравнения;

** исследование продублировано.

Результаты, полученные для образцов стали А и В согласно настоящему изобретению, прошедших обработку при 1005 и 1010 МПа, исследуют по сопоставлению их с результатами для образца стали С, обработанного при МПа.

Сталь согласно настоящему изобретению, в частности, предусматривает применение в изделиях, предназначенных для разведки и разработки углеводородных месторождений, таких как обсадные трубы (обсадные колонны), трубы для добычи (насосно-компрессорные трубы), трубы для подводных нагнетательных трубопроводов (стояки), бурильные трубы, буровые штанги, ударные буровые штанги или другие сопутствующие изделия.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Низколегированная сталь с повышенным коэффициентом текучести и высокой устойчивостью к образованию трещин под действием нагрузки, обусловленной присутствием сульфидов, отличающаяся тем, что содержит, вес.%:

углерод С: 0,3-0,5; кремний δί: 0,1-1;

марганец Мп: меньше либо равно 1; фосфор Р: меньше либо равно 0,03; сера 8: меньше либо равно 0,005; хром Сг: 0,3-1;

молибден Мо: 1-2; вольфрам 0,3-1; ванадий V: 0,03-0,25; ниобий ΝΒ: 0,01-0,15; алюминий А1: 0,01-0,1, остальную часть химической композиции данной стали составляют железо Ре и примеси или остатки, необходимые для процессов производства и отливки стали или образующиеся в результате них.
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней углерода С составляет между 0,32 и 0,38%.
3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней углерода С составляет между 0,40 и 0,45%.
4. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней марганца Мп составляет между 0,2 и 0,5%.
5. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней хрома Сг составляет между 0,3 и 0,8%.
6. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней молибдена Мо составляет между 1,2 и

1,8%.
7. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней вольфрама

- 6 023196 составляет между 0,4 и 0,7%.
8. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней ванадия V составляет между 0,1 и 0,25% и что содержание в ней ниобия N6 составляет между 0,01 и 0,03%.
9. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней ν+2Ν6 составляет между 0,10 и 0,35%.
10. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней примеси титана Τι меньше либо равно 0,005%.
11. Сталь по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что содержание в ней примеси азота N меньше либо равно 0,01%.
12. Трубное изделие для углеводородных скважин, изготовленное из стали по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно проходит термическую обработку путем закаливания и отпуска, благодаря чему его предел текучести оказывается большим либо равным 862 МПа (125 кы).
13. Изделие по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно проходит термическую обработку путем закаливания и отпуска, благодаря чему его предел текучести оказывается большим либо равным 965 МПа (140 кЧ).
14. Изделие по п.12 или 13, отличающееся тем, что его термическая обработка включает две операции по закаливанию.