RU2048542C1 - Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method - Google Patents

Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method Download PDF

Info

Publication number
RU2048542C1
RU2048542C1 RU94013015A RU94013015A RU2048542C1 RU 2048542 C1 RU2048542 C1 RU 2048542C1 RU 94013015 A RU94013015 A RU 94013015A RU 94013015 A RU94013015 A RU 94013015A RU 2048542 C1 RU2048542 C1 RU 2048542C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
pipes
air
low
heat treatment
Prior art date
Application number
RU94013015A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94013015A (en
Inventor
Сергей Владимирович Артамошкин
Тамара Викторовна Тетюева
Анатолий Илларионович Брижан
Леонид Григорьевич Марченко
Юрий Александрович Поповцев
Светлана Юльевна Жукова
Антонина Андреевна Кривошеева
Евгений Михайлович Кузьмичев
Владимир Антонович Усов
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Синарский трубный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Синарский трубный завод" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Синарский трубный завод"
Priority to RU94013015A priority Critical patent/RU2048542C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2048542C1 publication Critical patent/RU2048542C1/en
Publication of RU94013015A publication Critical patent/RU94013015A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mainly pipes of oil products range. SUBSTANCE: low-carbon (C 0.17 0.35 mass) manganese (Mn + 0.35 1.20 mass) steels pipes heat treatment method provides for cooling after passing last stand of rolling mill in air down to the shop temperature. Heating up to temperature of 760 790 C is exercised with water cooling down to the shop air temperature and additional heating up to temperature of 670 - 700 C is exercised with following cooling in the air. The procedure takes off inner tensions, prevents spheroidization of carbides, increases pipes resistivity to sulfide corrosion cracking. EFFECT: increased pieces resistivity to sulfide corrosion cracking under tension in mediums with low concentration of natural and bacterial hydrogen sulfide. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области термической обработки металлов, преимущественно труб нефтяного сортамента, повышающей стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением в средах с низким содержанием природного или бактериального сероводорода. The invention relates to the field of heat treatment of metals, mainly oil-grade pipes, which increases resistance to sulfide stress cracking in environments with a low content of natural or bacterial hydrogen sulfide.

Известен способ термической обработки труб из малоуглеродистых марганцовистых сталей, при котором изделия нагревают до температуры 850оС и охлаждают на воздухе. Способ используется в промышленности и в настоящее время (ТИ 161-Т1-1722-89 АООТ "Синарский трубный завод").A known method of heat treatment of pipes of low carbon manganese steels, in which the product is heated to a temperature of 850 about C and cooled in air. The method is used in industry and at present (TI 161-T1-1722-89 AOOT "Sinarsky Pipe Plant").

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает требуемого уровня эксплуатационных свойств труб, особенно стойкости к сульфидному растрескиванию и к общей и питтинговой коррозии. The disadvantage of this method is that it does not provide the required level of operational properties of pipes, especially resistance to sulfide cracking and to general and pitting corrosion.

Известен способ обработки катанки, включающий прокатку и охлаждение водой непосредственно по выходе ее из последней клети стана с температурой от 1050-1070 до 650-500оС со скоростью не менее 1000оС/с (а.с. N 286725, кл. С 21 D 9/52, 1981).Known is a method of processing wire rod comprising rolling and cooling water directly on its exit from the last stand of the mill at a temperature from 650-500 to 1050-1070 ° C at a rate of not less than 1,000 ° C / s (AS N 286725, cl. C 21 D 9/52, 1981).

Недостаток данного способа заключается в том, что применительно к трубам из малоуглеродистых марганцовистых сталей этот способ не обеспечивает требуемый уровень прочностных и пластических свойств. The disadvantage of this method is that in relation to pipes of low carbon manganese steels, this method does not provide the required level of strength and plastic properties.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является способ термической обработки изделий из малоуглеродистых марганцовистых сталей, заключающийся в том, что изделия с прокатного нагрева охлаждают по выходу из последней клети стана с температур 830-870оС путем воздействия на их наружную поверхность водой в течение 0,15-0,30 с с интенсивностью 6,0-7,0 л/с на каждый миллиметр толщины стенки (патент РФ N 2007470, кл. С 21 D 1/02, 1994). Способ используют при термической обработке труб нефтяного сортамента с обеспечением требуемых по ГОСТ 633-80 механических свойств.The closest in technical essence and attainable effect to the claimed invention is a method of heat treatment of products of low-carbon manganese steel, consisting in that the product is cooled from the rolling heat at the exit of the last mill stand with a temperature of 830-870 C by acting on their outer surface water for 0.15-0.30 s with an intensity of 6.0-7.0 l / s per millimeter of wall thickness (RF patent N 2007470, class C 21 D 1/02, 1994). The method is used in the heat treatment of oil assortment pipes with the provision of mechanical properties required by GOST 633-80.

Однако в связи с низкой стойкостью к сульфидному растрескиванию трубы нельзя применять на месторождениях даже с низким содержанием сероводорода. However, due to the low resistance to sulfide cracking, pipes cannot be used in fields even with a low content of hydrogen sulfide.

Цель изобретения разработка способа термической обработки труб из малоуглеродистых марганцовистых сталей для использования их при нефте- и газодобыче, металл которых имел бы повышенную стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением в средах с низким содержанием природного или бактериального сероводорода. Это позволит увеличить эксплуатационную надежность труб нефтяного сортамента, т.е. долговечность использования, ресурс работы. The purpose of the invention is the development of a method for heat treatment of pipes of low carbon manganese steels for use in oil and gas production, the metal of which would have increased resistance to sulfide stress corrosion cracking in environments with a low content of natural or bacterial hydrogen sulfide. This will increase the operational reliability of oil range pipes, i.e. durability of use, resource of work.

Поставленная цель достигается тем, что способ термической обработки труб из малоуглеродистых марганцовистых сталей включает их охлаждение по выходе из последней клети стана на воздухе, после чего производят повторный нагрев до 760-790оС с охлаждением водой до цеховой температуры и третий нагрев до 670-700оС с охлаждением на воздухе.The goal is achieved in that the method of heat treatment of low-carbon manganese pipe steels includes their cooling at the exit of the last mill stand in air, whereupon reheat to 760-790 ° C with cooling water to a shop and a third temperature heating to 670-700 о С with air cooling.

Нагрев труб-заготовок под заключительную прокатку труб из малоуглеродистых (С 0,17-0,33%) и марганцовистых (Mn 0,35-1,20%) сталей производят до 850-920оС, температура выхода труб из последней клети стана составляет 800-870оС. В процессе повторного нагрева до 760-790оС, как показали металлографические исследования, в металле труб образуется примерно 40% аустенита. После охлаждения водой с этой температуры происходит мартенситное превращение аустенита и образуется дуальная феррито-мартенситная структура. Размер зерна феррита составляет 3-5 мк, размер мартенситных участков 4-7 мк. Повышение температуры повторного нагрева труб сверх 790оС приводит к увеличению количества аустенита в металле и, следовательно, после охлаждения водой к увеличению количества мартенсита, что повышает прочность и снижает пластичность труб. Это нарушает требуемое соотношение прочности и пластичности, что для труб нефтяного сортамента нежелательно. Наоборот, повторный нагрев ниже 760оС ведет к уменьшению количества образующего аустенита, а после охлаждения водой к снижению прочности при возрастании пластичности, что также недопустимо.The heating-pipes under preforms final rolling tubes of low carbon (C 0,17-0,33%) and manganese (Mn 0,35-1,20%) steels to produce 850-920 C. pipe exit temperature from the last mill stand of 800-870 ° C. in the process of reheating to 760-790 C, as shown by metallographic examination, in a metal pipe formed approximately 40% austenite. After cooling with water from this temperature, martensitic transformation of austenite occurs and a dual ferrite-martensitic structure forms. The grain size of the ferrite is 3-5 microns, the size of the martensitic areas 4-7 microns. Increased reheating temperature pipe over 790 ° C increases the amount of austenite in the metal and, consequently, after the cooling water to increase the amount of martensite which increases the strength and decreases the ductility of the tubes. This violates the required ratio of strength and ductility, which is undesirable for oil pipes. Conversely, reheating below 760 ° C leads to reduction in the amount of austenite-forming, and after cooling with water to reduce the strength with increasing plasticity, which is also unacceptable.

Третий нагрев труб до 670-700оС является операцией, приводящей к снятию внутренних напряжений и сфероидизации карбидов, что снижает чувствительность металла к воздействию сероводорода. Повышение температуры третьего нагрева выше 700оС приводит к разупрочнению металла ниже требуемой нормы, а понижение этой температуры ниже 670оС не обеспечивает сфероидизации карбидов.The third heating pipes up to 670-700 C is an operation that leads to the removal of internal stresses and spheroidization of carbides, thus reducing sensitivity to metal sulfide. Increasing the temperature of the third heating above 700 ° C leads to a weakening of the metal below the required rate, and lowering of the temperature below 670 ° C does not provide spheroidizing carbides.

Предлагаемый способ термической обработки труб осуществляется следующим образом. The proposed method of heat treatment of pipes is as follows.

Трубы-заготовки нагревают под заключительную прокатку до температуры 850-920оС. По выходу из последней клети стана трубы имеют температуру в пределах 800-870оС. С этой температуры трубы охлаждают на воздухе до цеховой температуры. Затем осуществляют повторный нагрев труб до 760-790оС и охлаждают их водой до цеховой температуры. Наконец производят третий нагрев труб до 670-700оС с последующим охлаждением на воздухе. В результате металл труб приобретает стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением, что влечет за собой увеличение ресурса их эксплуатации в нефтепромысловых средах содержащих сероводород.Pipes billet heated under the final rolling to a temperature of 850-920 C. At the exit of the last mill stand pipe has a temperature in the range 800-870 ° C. With the temperature of the pipe was cooled in air to a temperature workshop. Then, the reheating tubes to 760-790 ° C and cooled with water to shop temperature. Finally produce third heating pipes up to 670-700 ° C followed by cooling in air. As a result, pipe metal gains resistance to sulfide stress corrosion cracking, which entails an increase in the resource of their operation in oilfield environments containing hydrogen sulfide.

Установлено, что исключение хотя бы одного существенного признака из способа, начиная с первого охлаждения с прокатного нагрева на воздухе и кончая третьим нагревом и охлаждением на воздухе, не обеспечивает решение поставленной задачи повышения стойкости труб к сульфидному коррозионному растескиванию под напряжением. It was found that the exclusion of at least one essential feature from the method, starting from the first cooling with rolling heating in air and ending with the third heating and cooling in air, does not provide a solution to the problem of increasing the resistance of pipes to sulfide stress corrosion cracking.

В промышленных условиях трубы изготавливали из стали, содержащей 0,20% С и 0,65% Mn. Наружный диаметр труб составлял 73 мм, толщина стенки 5,5 мм. Нагрев труб-заготовок под заключительную прокатку вели до температуры 900оС, по выходу из последней клети стана трубы имели температуру 840оС, с которой их охлаждали на воздухе до цеховой температуры. Повторный нагрев труб производили до температуры 770оС, с которой их охлаждали водой, третий нагрев осуществляли до температуры 680оС с охлаждением на воздухе.Under industrial conditions, pipes were made of steel containing 0.20% C and 0.65% Mn. The outer diameter of the pipes was 73 mm and the wall thickness was 5.5 mm. The heating-pipes workpieces at the final rolling is conducted at a temperature of 900 ° C at the exit from the last stand pipe mill had a temperature of 840 ° C at which they were cooled in air to a temperature workshop. Reheating pipes produced to a temperature of 770 C, at which they were cooled with water, heating was carried out up to the third temperature 680 ° C with air cooling.

Стойкость к сульфидному растрескиванию определяли согласно стандарта NACE ТМ 01-77-90 (метод Д, А) на образцах типа двухконсольной балки в испытательной среде, представляющей собой насыщенный H2S раствор, содержащий 5% NaCl, 0,5% уксусной кислоты и сероводород 2400 мг/л. Оценивали коэффициент интенсивности напряжений KISSC и пороговое напряжение
σth.
Sulfide cracking resistance was determined according to NACE standard TM 01-77-90 (method D, A) on samples of the double-beam type in a test medium consisting of a saturated H 2 S solution containing 5% NaCl, 0.5% acetic acid and hydrogen sulfide 2400 mg / l. The stress intensity factor K ISSC and the threshold voltage were evaluated
σ th .

Результаты определения свойств металла приведены в таблице. The results of determining the properties of the metal are given in the table.

Claims (1)

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТРУБ ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ МАРГАНЦОВИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий охлаждение на воздухе с температуры конца прокатки, нагрев и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев ведут до 760 790oС, охлаждают в воде до цеховой температуры, а затем осуществляют дополнительный нагрев до 670 700oС и охлаждают на воздухе.METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF PIPES FROM SMALL CARBON MANGANOSE STEELS, including cooling in air from the temperature of the end of rolling, heating and cooling, characterized in that the heating is carried out to 760 790 o C, cooled in water to a workshop temperature, and then carry out additional heating to 670 700 o C and cool in air.
RU94013015A 1994-04-12 1994-04-12 Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method RU2048542C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94013015A RU2048542C1 (en) 1994-04-12 1994-04-12 Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94013015A RU2048542C1 (en) 1994-04-12 1994-04-12 Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2048542C1 true RU2048542C1 (en) 1995-11-20
RU94013015A RU94013015A (en) 1997-05-27

Family

ID=20154658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94013015A RU2048542C1 (en) 1994-04-12 1994-04-12 Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2048542C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495141C1 (en) * 2012-05-11 2013-10-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Method for obtaining natural ferritic-martensitic composite

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 286725, кл. C 21D 9/52, 1981. *
Бернштейн М.Л., Рахштадт А.Г. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. Т.III. М.: Металлургия, 1983, с.102,103. *
Патент РФ N 2007470, кл. C 21D 1/02, 1994. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495141C1 (en) * 2012-05-11 2013-10-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) Method for obtaining natural ferritic-martensitic composite

Also Published As

Publication number Publication date
RU94013015A (en) 1997-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG62783B1 (en) Martensitic stainless steel and articles manufactured from it
CN201447495U (en) Steel wire for sorbitizing using bismuth
Johnson et al. Mechanical properties of heat-treated medium carbon steel in renewable and biodegradable oil
JP2861024B2 (en) Martensitic stainless steel for oil well and its production method
RU2048542C1 (en) Low-carbon manganese steels pipes heat treatment method
JPH09241746A (en) Production of high strength duplex stainless steel tube
JPH0545651B2 (en)
CN107779666A (en) A kind of titanium alloy tube and preparation technology
US4375378A (en) Process for producing spheroidized wire rod
US6902631B2 (en) Air-hardening, low to medium carbon steel for improved heat treatment
RU2085596C1 (en) Method of heat treatment of pipes
JPH03274227A (en) Production of high strength steel wire for use in sour environment
RU2086670C1 (en) Method of heat treatment of pipes
RU2135605C1 (en) Method of thermocyclic treatment of low-alloyed and carbon steels
RU2070585C1 (en) Method of high-strength pipes production
Maminska et al. A new bainitic forging steel for surface induction hardened components
Naumenko et al. Resistance to hydrogen cracking of rolled structural steel after heat processing
RU2132396C1 (en) Process of manufacture of pipes from carbon steel
JPH02225622A (en) Heat treatment for clad steel tube
RU2096495C1 (en) Method of thermally treating pipes
JPH04297548A (en) High strength and high toughness non-heat treated steel and its manufacture
JPS62120430A (en) Manufacture of ultra-high-strength steel pipe
Naumenko Effect of structure and nonmetallic inclusions on hydrogen sulfide cracking resistance in structural pipe steels
FI83045B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV CYLINDERROER AVSEDDA FOER ANVAENDNING I TEMPERATURER TILL -40 C OCH ANVAENDNING AV STAOL I CYLINDERROER.
JPH1017934A (en) Manufacture of martensitic stainless steel tube

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090413