RU2437954C1 - Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment - Google Patents
Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437954C1 RU2437954C1 RU2010133671/02A RU2010133671A RU2437954C1 RU 2437954 C1 RU2437954 C1 RU 2437954C1 RU 2010133671/02 A RU2010133671/02 A RU 2010133671/02A RU 2010133671 A RU2010133671 A RU 2010133671A RU 2437954 C1 RU2437954 C1 RU 2437954C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- chromium
- over
- molybdenum
- hydrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным сталям, и может быть использовано для производства насосно-компрессорных и обсадных труб и нефтегазодобывающего оборудования (корпусов насосов и двигателей УЭЦН).The invention relates to metallurgy, namely to alloy steels, and can be used for the production of tubing and casing pipes and oil and gas equipment (pump housings and ESP engines).
В нефтепромысловых средах, содержащих коррозионно-опасные газы H2S и СO2, возможно протекание коррозионных процессов как по сульфидному, так и углекислотному механизму. При 
В патенте РФ №2361958 описана экономнолегированная сталь, обладающая высокой стойкостью как к сульфидной, так и углекислотной коррозии, предназначенная для изготовления магистральных и промысловых трубопроводов с повышенным эксплуатационным ресурсом. Указанная сталь содержит компоненты в соотношении, мас.%: углерод 0,03-0,12. кремний 0,17-0,40, марганец 0,40-0,70, хром 0,50-1,20, молибден 0,15-0,30, алюминий не более 0,06, ванадий 0,04-0,10, ниобий 0,03-0,06, РЗМ 0,002-0,016, сера не более 0,010, фосфор не более 0,018, водород не более 0,00025, железо остальное. Эта сталь имеет высокую стойкость к СКРН и ВР, удовлетворительную износостойкость и стойкость к углекислотной коррозии. Основной недостаток данной стали - ограниченное содержание углерода, как следствие, невозможность ее применения для изготовления высокопрочных насосно-компрессорных труб.RF patent No. 2361958 describes economically alloyed steel with high resistance to both sulfide and carbon dioxide corrosion, intended for the manufacture of trunk and field pipelines with increased service life. The specified steel contains components in the ratio, wt.%: Carbon 0.03-0.12. silicon 0.17-0.40, manganese 0.40-0.70, chromium 0.50-1.20, molybdenum 0.15-0.30, aluminum no more than 0.06, vanadium 0.04-0, 10, niobium 0.03-0.06, rare-earth metals 0.002-0.016, sulfur not more than 0.010, phosphorus not more than 0.018, hydrogen not more than 0.00025, the rest is iron. This steel has high resistance to SKRN and BP, satisfactory wear resistance and resistance to carbon dioxide corrosion. The main disadvantage of this steel is the limited carbon content, as a result, the impossibility of its use for the manufacture of high-strength tubing.
Для обсадных и насосно-компрессорных труб скважин нефтяных и газовых месторождений с высоким содержанием сероводорода в патенте РФ №2254394 заявлена аустенитная нержавеющая сталь, содержащая, мас.%: не более 0,05 углерода, 24-28 хрома, 25-40 никеля, 2-5 молибдена, 1-3 меди, не более 3 вольфрама, не более 2,5 марганца, не более 0,2 кремния, не более 0,15 ванадия, не более 0,1 алюминия, не более 0,05 редкоземельных металлов, не более 0,11 азота, не более 0,01 серы, не более 0,02 фосфора, остальное железо.For casing and tubing pipes of oil and gas fields with a high hydrogen sulfide content, RF patent No. 2254394 claims austenitic stainless steel containing, wt.%: Not more than 0.05 carbon, 24-28 chromium, 25-40 nickel, 2 -5 molybdenum, 1-3 copper, not more than 3 tungsten, not more than 2.5 manganese, not more than 0.2 silicon, not more than 0.15 vanadium, not more than 0.1 aluminum, not more than 0.05 rare earth metals, not more than 0.11 nitrogen, not more than 0.01 sulfur, not more than 0.02 phosphorus, the rest is iron.
Известна также нержавеющая мартенситная сталь для нефтяных скважин, имеющая состав, мас.%: углерод 0,005-0,1, кремний 0,05-1,0, марганец 1,5-5,0, хром 9-13, никель не более 0,5, молибден не более 2, медь не более 2, алюминий 0,001-0,1, азот 0,001-0,1, титан 0,005-0,5, ванадий 0,005-0,5, ниобий 0,005-0,5, цирконий 0,005-0,5, серу не более 0,01, фосфор не более 0,05, бор 0,0002-0,005, или кальций 0,0003-0,005, или магний 0,0003-0,005, или РЗМ 0,0003-0,05, остальное железо (заявка на изобретение №2007125642).Also known is stainless martensitic steel for oil wells, having the composition, wt.%: Carbon 0.005-0.1, silicon 0.05-1.0, manganese 1.5-5.0, chromium 9-13, nickel not more than 0 5, molybdenum no more than 2, copper no more than 2, aluminum 0.001-0.1, nitrogen 0.001-0.1, titanium 0.005-0.5, vanadium 0.005-0.5, niobium 0.005-0.5, zirconium 0.005 -0.5, sulfur not more than 0.01, phosphorus not more than 0.05, boron 0.0002-0.005, or calcium 0.0003-0.005, or magnesium 0.0003-0.005, or REM 0.0003-0, 05, the rest is iron (patent application No. 2007125642).
Данные стали относятся к классу хромистых сталей и применимы, как правило, в коррозионных средах с высоким содержанием углекислого газа, то есть с преобладанием коррозионных процессов по углекислотному механизму. В случае преимущественной сульфидной коррозии по механизму ВР и СКРН при 
Наиболее близкой к предлагаемой стали по совокупности существенных признаков является сталь, заявленная в патенте US 7083686 для производства насосно-компрессорных труб. Описанная сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,10-0,35, кремний 0,10-0,50, марганец 0,10-0,80, ниобий 0-0,050, ванадий 0,005-0,040, бор 0-0,005, алюминий 0,005-0,10, титан 0-0,050, хром 0,30-1,20, молибден 0,20-1,0, сера до 0,010, фосфор до 0,030, азот до 0,01, кальций 0-0,01, остальное железо. При выполнении соотношения 0,7≤(1,5[Cr]+2,5[Mo]+[V]-GS/10≤2,6 (где [Cr], [Мо], [V] - массовая доля соответствующих элементов в стали, GS - размер зерна) трубы из этой стали имеют предел текучести не менее 758 МПа и критический коэффициент интенсивности напряжений в вершине коррозионной трещины KISSC - не менее 25 МПа·м1/2. Отличительной особенностью данного состава является одновременное легирование сильными карбидообразующими элементами, в том числе бором, при значительном содержании хрома и молибдена, а также ограничение количества хрома, молибдена и ванадия согласно выведенному соотношению для получения структуры, обеспечивающей заявленную коррозионную стойкость.Closest to the proposed steel for the combination of essential features is steel, as claimed in patent US 7083686 for the production of tubing. The described steel has the following chemical composition, wt.%: Carbon 0.10-0.35, silicon 0.10-0.50, manganese 0.10-0.80, niobium 0-0.050, vanadium 0.005-0.040, boron 0 -0.005, aluminum 0.005-0.10, titanium 0-0.050, chromium 0.30-1.20, molybdenum 0.20-1.0, sulfur up to 0.010, phosphorus up to 0.030, nitrogen up to 0.01, calcium 0- 0.01, the rest is iron. When the ratio is 0.7≤ (1.5 [Cr] +2.5 [Mo] + [V] -GS / 10≤2.6 (where [Cr], [Mo], [V] is the mass fraction of the corresponding elements in steel, GS is the grain size) pipes made of this steel have a yield strength of at least 758 MPa and a critical stress intensity factor at the top of a corrosion crack K ISSC of at least 25 MPa · m 1/2 . A distinctive feature of this composition is the simultaneous alloying with strong carbide-forming elements, including boron, with a significant content of chromium and molybdenum, as well as limiting the amount of chromium, molybdenum and vanadium with publicly outputted relation for obtaining the structure, which provides the stated corrosion resistance.
Известно, что грубые карбиды, образующиеся на границах зерен, как правило являются очагами развития коррозионных трещин в Н2S-содержащих средах, и их присутствие в стали нежелательно с точки зрения стойкости против СКРН. Вместе с тем, именно при сочетании бора и хрома вероятность выделения крупных карбидов сложного состава типа Cr23(С,В)6 весьма велика. При содержании молибдена в количестве порядка 1 мас.% также возможно образование грубых карбидов состава Мо2С. То есть химический состав, приведенный в патенте US 7083686, не оптимален с точки зрения коррозионной стойкости в минерализованных средах с высоким содержанием H2S.It is known that coarse carbides formed at grain boundaries, as a rule, are the centers of development of corrosion cracks in H 2 S-containing media, and their presence in steel is undesirable from the point of view of resistance to SCRN. At the same time, it is precisely with the combination of boron and chromium that the probability of precipitation of large carbides of complex composition such as Cr 23 (C, B) 6 is very high. When the molybdenum content is in the order of 1 wt.%, Coarse carbides of the composition Mo 2 C can also be formed. That is, the chemical composition described in US Pat. No. 7,083,686 is not optimal in terms of corrosion resistance in mineralized environments with a high content of H 2 S.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение коррозионной стойкости высокопрочного оборудования, предназначенного для эксплуатации в скважинах с содержанием коррозионно-опасных газов в соотношении
Указанная техническая задача решается тем, что коррозионно-стойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, ниобий, титан, алюминий, кальций, серу, фосфор, азот, железо и неизбежные примеси, имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:The specified technical problem is solved in that the corrosion-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, niobium, titanium, aluminum, calcium, sulfur, phosphorus, nitrogen, iron and inevitable impurities has the following ratio of components, wt .%:
При этом сочетание регламентированного количества легирующих добавок - хрома, ванадия, молибдена, ниобия и титана в пределах соотношения 1,6≤Crэкв≤2,5, где Crэкв=[Cr]+2·[Mo]+5·[V]+1,5·[Nb]+1,5·[Ti] обеспечивает необходимый уровень механических и антикоррозионных свойств в заданных условиях.Moreover, the combination of the regulated amount of alloying additives - chromium, vanadium, molybdenum, niobium and titanium within the ratio of 1.6≤Cr equiv ≤2.5, where Cr equiv = [Cr] + 2 · [Mo] + 5 · [V] + 1,5 · [Nb] + 1,5 · [Ti] provides the necessary level of mechanical and anticorrosion properties under specified conditions.
В отличие от прототипа предложенная сталь не содержит бор, содержание молибдена ограничено, ведено дополнительное требование к соотношению легирующих элементов, в том числе хрома, молибдена, ванадия, ниобия и титана, а также ограничено содержание газов - водорода и кислорода.Unlike the prototype, the proposed steel does not contain boron, the molybdenum content is limited, an additional requirement has been made for the ratio of alloying elements, including chromium, molybdenum, vanadium, niobium and titanium, and the content of gases - hydrogen and oxygen is limited.
Выбранное соотношение содержания отдельных химических элементов в стали определяется следующими факторами.The selected ratio of the content of individual chemical elements in steel is determined by the following factors.
Содержание углерода в стали на уровне 0,14-0,23% позволяет обеспечить удовлетворительную прокаливаемость матрицы железа и получать требуемый уровень прочностных свойств труб как высоких, так и низких групп прочности. Более высокое содержание углерода существенно снижает растворимость ниобия, ванадия и титана в матрице железа, что нивелирует эффект от микролегирования данными карбидообразующими элементами. Снижение массовой доли углерода ограничивает возможности производства качественной исходной трубной заготовки для изготовления бесшовных труб нефтяного сортамента, в частности исключается возможность применения более качественной непрерывной разливки готовой стали на МНЛЗ или УНРС с кристаллизаторами круглого сечения.The carbon content in steel at the level of 0.14-0.23% allows for satisfactory hardenability of the iron matrix and to obtain the required level of strength properties of pipes of both high and low strength groups. A higher carbon content significantly reduces the solubility of niobium, vanadium and titanium in the iron matrix, which eliminates the effect of microalloying with these carbide-forming elements. Reducing the mass fraction of carbon limits the possibility of producing a high-quality initial pipe billet for the manufacture of seamless tubes of oil assortment, in particular, the possibility of using higher-quality continuous casting of finished steel at a continuous casting machine or a continuous casting machine with round crystallizers is excluded.
Содержание марганца более 0,50% необходимо для повышения прочности и твердости стали, однако при более высокой концентрации (более 0,80%) происходит сегрегация примесей S и Р на границах зерен, тем самым снижая твердость и стойкость к СКРН, а также из-за получения разнородной микроструктуры происходит снижение вязкости стали с низким содержанием хрома (менее 1,00%).A manganese content of more than 0.50% is necessary to increase the strength and hardness of steel, however, at a higher concentration (more than 0.80%), the impurities S and P segregate at grain boundaries, thereby reducing hardness and resistance to SCRN, as well as for obtaining a heterogeneous microstructure, a decrease in the viscosity of steel with a low chromium content (less than 1.00%) occurs.
Кремний - эффективный раскислитель. При недостаточном содержании сталь не полностью раскисляется при выплавке. Кроме того, при одновременном невысоком содержании марганца менее 0,50% за счет снижения эффекта твердорастворного упрочнения снижаются прочностные характеристики металла. Превышение содержания кремния более 0,40%, способствует выделению перлитной фазы как размягчающей и снижает твердость и стойкость к СКРН.Silicon is an effective deoxidizer. In case of insufficient content, the steel is not completely deoxidized during smelting. In addition, with a simultaneous low manganese content of less than 0.50%, the strength characteristics of the metal decrease due to the decrease in the effect of solid solution hardening. Exceeding the silicon content of more than 0.40%, contributes to the release of the pearlite phase as softening and reduces the hardness and resistance to SCRN.
Микролегирование молибденом в количестве 0,10-0,30 мас.% в комбинации с Cr повышает стойкость к СКРН и ВР благодаря модификации микроструктуры стали в игольчатый феррит и вторичной фазы карбида железа на границе зерен в вырожденный перлит или мелкие мартенситно-аустенитные островки. Дислокации игольчатого феррита возможно действуют как ловушки для проникающего водорода (аналогично дисперсным карбонитридам), повышая стойкость к СКРН и ВР. Содержание молибдена менее 0,10% не обеспечивает существенного понижения температуры фазовых превращений, а значит, не приводит к модификации структуры стали при работе в заданном температурном диапазоне. Повышение концентрации молибдена более 0,30% или отсутствие хрома может приводить к преобладающему образованию мартенситно-аустенитной составляющей, действующей в определенных условиях как очаг зарождения трещин. Кроме того, большое содержание молибдена может приводить к образованию карбидов состава Мо2С, провоцирующих проникновение атомарного водорода в сталь.Microalloying molybdenum in an amount of 0.10-0.30 wt.% In combination with Cr increases the resistance to SCRN and BP due to the modification of the microstructure of steel into needle ferrite and the secondary phase of iron carbide at the grain boundary into degenerate perlite or small martensitic-austenitic islands. Needle ferrite dislocations may act as traps for penetrating hydrogen (similar to dispersed carbonitrides), increasing resistance to SCR and BP. A molybdenum content of less than 0.10% does not provide a significant decrease in the temperature of phase transformations, which means that it does not lead to a modification of the steel structure when operating in a given temperature range. An increase in the concentration of molybdenum of more than 0.30% or the absence of chromium can lead to the predominant formation of the martensitic-austenitic component, which acts under certain conditions as a center of crack nucleation. In addition, a high content of molybdenum can lead to the formation of carbides of the composition Mo 2 C, which provoke the penetration of atomic hydrogen into steel.
Хром является основным легирующим элементом, обеспечивающим эффективное подавление СO2-коррозии, при этом зависимость скорости коррозии от содержания хрома линейна (в диапазоне концентрации 0-10 мас.%). Вместе с тем, для сталей с высоким содержанием хрома получение микроструктуры, требуемой для обеспечения стойкости к СКРН, сопряжено с известными трудностями. Заявленная концентрация хрома обеспечивает необходимый уровень защиты для рассматриваемых условий эксплуатации, а именно в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ в соотношении
Введение в состав стали ниобия и ванадия способствует связыванию углерода в карбиды, а азота в нитриды. Мелкодисперсные карбиды и нитриды, располагающиеся по границам зерен и субзерен, тормозят движение дислокации и тем самым упрочняют сталь. Ниобий и ванадий также обеспечивают формирование мелкозернистой однородной структуры, также предпочтительной с точки зрения повышения стойкости к СКРН.The introduction of niobium and vanadium into the steel composition promotes the binding of carbon to carbides and nitrogen to nitrides. Finely dispersed carbides and nitrides located along grain and subgrain boundaries inhibit the movement of dislocations and thereby strengthen steel. Niobium and vanadium also provide the formation of a fine-grained uniform structure, which is also preferable from the point of view of increasing resistance to SCRN.
Микролегирование титаном применяется при выплавке стали для связывания неизбежно присутствующего в стали азота во избежание его связывания с углеродом с образованием крупных частиц карбонитридов. При микролегировании стали титаном одновременно с ниобием образуются включения состава Ti-Nb(C,N), являющиеся сильными ловушками водорода вследствие их высокой способности связывать водород в устойчивые кластеры Ti-H, препятствуя тем самым его диффузии, а значит, снижая проникновение водорода в матрицу железа.Microalloying with titanium is used in steelmaking to bind nitrogen inevitably present in steel to prevent its binding to carbon with the formation of large particles of carbonitrides. When microalloying steel with titanium, inclusions of the composition Ti-Nb (C, N) are formed simultaneously with niobium, which are strong hydrogen traps due to their high ability to bind hydrogen to stable Ti-H clusters, thereby inhibiting its diffusion, and thereby reducing hydrogen penetration into the matrix gland.
Превышение концентрации карбидообразующих составляющих в композиции свыше указанного не желательно, так как добавка большого количества приводит к выделению нитридов большого размера, которые являются центрами ВР, более низкие концентрации не обеспечивают заявленного эффекта.Exceeding the concentration of carbide-forming components in the composition above the specified is not desirable, since the addition of a large amount leads to the release of large nitrides, which are centers of BP, lower concentrations do not provide the claimed effect.
Относительный вклад легирующих элементов в установление структуры определяется Cr-эквивалентом по соотношению: Crэкв=[Cr]+2·[Мо]+5·[V]+1,5·[Nb]+1,5·[Тi]. Предварительными экспериментами (см. табл.1, чертеж) установлено, что требуемая коррозионная стойкость в сероводородсодержащей среде обеспечивается при условии: 1,6<Crэкв<2,5.The relative contribution of alloying elements to the establishment of the structure is determined by the Cr equivalent by the ratio: Cr equiv = [Cr] + 2 · [Mo] + 5 · [V] + 1.5 · [Nb] + 1.5 · [Ti]. Preliminary experiments (see table 1, drawing) established that the required corrosion resistance in a hydrogen sulfide-containing medium is provided under the condition: 1.6 <Cr equiv <2.5.
Присутствие в стали никеля и меди положительно влияет на стойкость стали против общей и питтинговой коррозии. Однако содержание меди и никеля в количестве более 0,30% каждого нежелательно, поскольку образуется бейнитная структура, обеспечивающая повышение твердости стали и снижение ее стойкости против СКРН.The presence of nickel and copper in steel positively affects the resistance of steel to general and pitting corrosion. However, the content of copper and nickel in an amount of more than 0.30% of each is undesirable, since a bainitic structure is formed that provides an increase in the hardness of steel and a decrease in its resistance to SCRN.
Алюминий является раскисляющим и модифицирующим элементом. При содержании алюминия менее 0,020% его воздействие проявляется слабо, сталь имеет низкие механические свойства, а оставшийся в стали свободный азот связывается с углеродом. Увеличение содержания алюминия свыше 0,050% приводит к образованию интерметаллических пленок по границам зерен металла и крупным, неравномерно расположенным по объему металла оксидам и нитридам, что снижает стойкость к СКРН.Aluminum is a deoxidizing and modifying element. When the aluminum content is less than 0.020%, its effect is weak, the steel has low mechanical properties, and the free nitrogen remaining in the steel binds to carbon. An increase in aluminum content in excess of 0.050% leads to the formation of intermetallic films along the grain boundaries of the metal and large, unevenly distributed over the volume of metal oxides and nitrides, which reduces the resistance to SCRN.
Фосфор, азот и сера входят в состав нежелательных примесей, а именно неметаллических включений, снижающих стойкость к СКРН и ВР. Ограничение по содержанию этих элементов введено для обеспечения требуемой чистоты металла по неметаллическим включениям.Phosphorus, nitrogen and sulfur are part of undesirable impurities, namely non-metallic inclusions, which reduce resistance to SCR and BP. A restriction on the content of these elements is introduced to ensure the required purity of the metal for non-metallic inclusions.
Кислород, растворенный в стали, входит в состав неметаллических включений - нитридов и оксидов, наличие и величина которых существенно сказывается не только на комплексе вязких свойств металла (хладостойкость), но и на стойкости против воздействия агрессивных сред - при наличии в жидкости, контактирующей с металлом, углекислого газа и сероводорода. Заявленное ограничение массовой доли кислорода принято на основе многочисленных открытых данных по влиянию кислорода на свойства стали, т.е. при ограничении содержания кислорода в жидкой стали на уровне 20 ppm (не более 0,002%) позволяет существенно снизить риск образования крупных неметаллических включений.Oxygen dissolved in steel is part of non-metallic inclusions - nitrides and oxides, the presence and value of which significantly affects not only the complex of viscous properties of the metal (cold resistance), but also resistance to aggressive media - if it is in contact with metal , carbon dioxide and hydrogen sulfide. The claimed restriction of the mass fraction of oxygen is taken on the basis of numerous open data on the effect of oxygen on the properties of steel, i.e. while limiting the oxygen content in liquid steel at a level of 20 ppm (not more than 0.002%), it can significantly reduce the risk of the formation of large non-metallic inclusions.
Водород, присутствующий в стали, влияет на ее эксплуатационные свойства и приводит к специфическим металлургическим дефектам металла - образованию флокенов и водородному охрупчиванию стали.The hydrogen present in the steel affects its operational properties and leads to specific metallurgical defects of the metal - the formation of flocs and hydrogen embrittlement of the steel.
Флокены представляют собой внутренние дефекты стали, располагаемые как по сечению металлической заготовки, так и в поверхностном слое металла. При наличии таких флокенов качество поверхности готовых изделий (например, насосно-компрессорных и обсадных труб для скважин) получается неудовлетворительным с большим количеством плен и раковин. Кроме того, содержание водорода в стали выше заявленного предела 2 ppm (не более 0,0002%), принятого на основании многочисленных открытых данных по влиянию кислорода на свойства стали, приводит к эффекту водородного охрупчивания, при котором снижаются прочностные и пластические свойства металла.Flokens are internal defects of steel located both over the cross section of a metal billet and in the surface layer of metal. In the presence of such flockenes, the surface quality of the finished products (for example, tubing and casing pipes for wells) is unsatisfactory with a large number of captives and sinks. In addition, the hydrogen content in the steel is higher than the declared limit of 2 ppm (not more than 0.0002%), adopted on the basis of numerous open data on the effect of oxygen on the properties of steel, leads to the effect of hydrogen embrittlement, in which the strength and plastic properties of the metal are reduced.
При обработке стали кальцием в количестве, обеспечивающем его содержание в стали в указанном диапазоне, происходит модифицирование сульфидных включений, наиболее опасных с точки зрения СКРН. При снижении содержания кальция менее 0,001% положительное влияние проявляется слабо. Чрезмерное содержание кальция снижает чистоту металла по неметаллическим включениям (типа алюмокальциевых и т.п.), провоцирующих локальные виды коррозии в минерализованных средах.When processing steel with calcium in an amount that ensures its content in steel in the specified range, there is a modification of sulfide inclusions, the most dangerous from the point of view of SCRN. With a decrease in calcium content of less than 0.001%, the positive effect is weak. Excessive calcium content reduces the purity of the metal by non-metallic inclusions (such as calcium-aluminum, etc.), provoking local types of corrosion in mineralized environments.
Способ изготовления труб из предлагаемой стали включает высокотемпературный нагрев, прошивку, раскатку стенки, подогрев, редуцирование или калибровку диаметра, охлаждение на воздухе. Однократный нагрев под прошивку осуществляют до 1190-1240°С, подогрев под редуцирование или калибрование диаметра осуществляют до 980-1050°С, охлаждение прокатанной трубы ведут на воздухе на холодильнике стана при укладке труб, исключающей их соприкосновение. Для обеспечения механических свойств, соответствующих группам прочности Д, К, Е, Л по ГОСТ 633-80 и N80/N80Q и L-80/C-90 по API 5CT, трубы подвергают дополнительному термоупрочнению по режимам, включающим нормализацию и отпуск, либо закалку и отпуск, либо их сочетание.A method of manufacturing pipes of the proposed steel includes high-temperature heating, flashing, wall rolling, heating, reduction or diameter calibration, air cooling. A single heating for flashing is carried out to 1190-1240 ° C, heating for reduction or diameter calibration is carried out to 980-1050 ° C, the rolled pipe is cooled in air in the refrigerator of the mill when laying pipes that excludes their contact. To ensure the mechanical properties corresponding to the strength groups D, K, E, L according to GOST 633-80 and N80 / N80Q and L-80 / C-90 according to API 5CT, the pipes are subjected to additional heat strengthening according to the regimes, including normalization and tempering, or quenching and vacation, or a combination thereof.
Пример. Предложенным способом в промышленных условиях на линии трубопрокатного агрегата 30-102 ОАО «Первоуральский новотрубный завод» изготовлена партия насосно-компрессорных труб ⌀73×5,5 мм из трубной заготовки диаметром 150 мм производства ОАО «ОЭМК». Химический состав стали, загрязненность неметаллическими включениями и макроструктура использованной трубной заготовки приведены в табл.2, 3. Прошивку заготовки производили при температуре 1190-1225°С, редуцирование - в интервале 1000-1080°С. Трубы были подвергнуты термообработке, которая включала двойную закалку с отпуском: закалка при температуре 900°С в течение 65 мин с последующим охлаждением в спрейере, отпуск при температуре 680°С в течение 122 мин с последующим охлаждением на воздухе, закалка при температуре 800°С в течение 65 мин с последующим охлаждением в спрейере и отпуск при температуре 580°С в течение 88 мин с последующим охлаждением на воздухе.Example. The proposed method in industrial conditions on the line of the pipe rolling unit 30-102 of Pervouralsky Novotrubny Zavod OJSC produced a batch of tubing ⌀73 × 5.5 mm from a billet of 150 mm diameter manufactured by OEMK OJSC. The chemical composition of steel, contamination with non-metallic inclusions, and the macrostructure of the used tube billet are shown in Tables 2, 3. The billet was flashed at a temperature of 1190-1225 ° C, reduction was in the range of 1000-1080 ° C. The pipes were subjected to heat treatment, which included double quenching with tempering: quenching at a temperature of 900 ° С for 65 min followed by cooling in a sprayer, tempering at a temperature of 680 ° С for 122 min followed by cooling in air, quenching at a temperature of 800 ° С for 65 minutes, followed by cooling in a sprayer and tempering at 580 ° C for 88 minutes, followed by cooling in air.
После этого трубы правили, контролировали на соответствие требованиям ГОСТ 633-80 по геометрии, оценивали механические свойства и коррозионную стойкость, проводили неразрушающий контроль и нарезку резьбы. Результаты оценки химического состава, механических свойств и коррозионной стойкости приведены в табл.2-5.After this, the pipes were ruled, checked for compliance with the requirements of GOST 633-80 in geometry, evaluated the mechanical properties and corrosion resistance, performed non-destructive testing and threading. The results of evaluating the chemical composition, mechanical properties, and corrosion resistance are given in Table 2-5.
Claims (1)
при этом 1,6≤Crэкв≤2,5,
где Crэкв=[Сr]+2·[Мо]+5·[V]+1,5·[Nb]+1,5·[Тi]. Corrosion-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, niobium, titanium, aluminum, calcium, sulfur, phosphorus, nitrogen, iron and inevitable impurities, characterized in that it additionally contains nickel and copper and a limited amount of inevitable impurities such as oxygen and hydrogen in the following components, wt.%:
wherein 1.6≤Cr equiv ≤2.5,
where Cr equiv = [Cr] + 2 · [Mo] + 5 · [V] + 1.5 · [Nb] + 1.5 · [Ti].
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133671/02A RU2437954C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133671/02A RU2437954C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2437954C1 true RU2437954C1 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010133671/02A RU2437954C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2437954C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564191C2 (en) * | 2013-12-27 | 2015-09-27 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Pipe from steel resistant to corrosion in medium of hydrocarbon and carbon dioxide |
| RU2594769C1 (en) * | 2015-05-18 | 2016-08-20 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Corrosion-resistant steel for seamless hot-rolled tubing and casing pipes high operational reliability and pipe made therefrom |
| CN110295313A (en) * | 2018-03-21 | 2019-10-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | A kind of low temperature resistant high-strength and high ductility tubing and casing and its manufacturing method |
| RU2728981C1 (en) * | 2020-02-03 | 2020-08-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Rolled stock for casing and tubing pipes and method of its production |
| RU2744590C1 (en) * | 2017-10-27 | 2021-03-11 | Баошань Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Steel for flexible pump and compressor pipe, characterized by small ratio between the yield limit at tension and strength under tension and super high strength and extra high strength, method for obtaining it |
| RU2746598C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-04-16 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Cold-resistant high-strength steel |
-
2010
- 2010-08-11 RU RU2010133671/02A patent/RU2437954C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564191C2 (en) * | 2013-12-27 | 2015-09-27 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Pipe from steel resistant to corrosion in medium of hydrocarbon and carbon dioxide |
| RU2594769C1 (en) * | 2015-05-18 | 2016-08-20 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Corrosion-resistant steel for seamless hot-rolled tubing and casing pipes high operational reliability and pipe made therefrom |
| RU2744590C1 (en) * | 2017-10-27 | 2021-03-11 | Баошань Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Steel for flexible pump and compressor pipe, characterized by small ratio between the yield limit at tension and strength under tension and super high strength and extra high strength, method for obtaining it |
| US11396680B2 (en) | 2017-10-27 | 2022-07-26 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Steel for coiled tubing with low yield ratio and ultra-high strength and preparation method thereof |
| CN110295313A (en) * | 2018-03-21 | 2019-10-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | A kind of low temperature resistant high-strength and high ductility tubing and casing and its manufacturing method |
| RU2751629C1 (en) * | 2018-03-21 | 2021-07-15 | Баошань Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Low temperature resistant oil casing pipe with high strength and high viscosity, as well as method for its manufacture |
| CN110295313B (en) * | 2018-03-21 | 2021-09-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | Low-temperature-resistant high-strength high-toughness oil casing pipe and manufacturing method thereof |
| RU2728981C1 (en) * | 2020-02-03 | 2020-08-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Rolled stock for casing and tubing pipes and method of its production |
| RU2746598C1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-04-16 | Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" | Cold-resistant high-strength steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10655200B2 (en) | Steel material and oil-well steel pipe | |
| US9932651B2 (en) | Thick-walled high-strength seamless steel pipe with excellent sour resistance for pipe for pipeline, and process for producing same | |
| RU2459884C1 (en) | Tube from high-strength stainless steel with high cracking resistance at strains in sulphide-bearing medium and high-temperature gas corrosion resistance on exposure to carbon dioxide | |
| JP5880788B2 (en) | High strength oil well steel and oil well pipe | |
| US11401570B2 (en) | Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same | |
| US9187811B2 (en) | Low-carbon chromium steel having reduced vanadium and high corrosion resistance, and methods of manufacturing | |
| RU2698006C9 (en) | Steel material and steel pipe for oil wells | |
| US10513761B2 (en) | High-strength steel material for oil well and oil country tubular goods | |
| RU2437954C1 (en) | Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment | |
| WO2018131340A1 (en) | High strength seamless stainless steel pipe and production method therefor | |
| EP2403970A1 (en) | Low alloy steel with a high yield strength and high sulphide stress cracking resistance | |
| KR20190077470A (en) | High Mn steel sheet and manufacturing method thereof | |
| JP6237873B2 (en) | High strength stainless steel seamless steel pipe for oil well | |
| RU2690059C1 (en) | Steel material and steel pipe for oil wells | |
| JPWO2017141341A1 (en) | Seamless steel pipe and manufacturing method thereof | |
| US20200407814A1 (en) | Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same | |
| JP7207557B2 (en) | Stainless seamless steel pipe for oil country tubular goods and manufacturing method thereof | |
| JP2012167336A (en) | Steel sheet for high-strength steel pipe and high-strength steel pipe | |
| RU95020U1 (en) | WELL PIPE | |
| RU2719618C1 (en) | Hot-rolled seamless tubing with increased operational reliability for oil-field equipment | |
| JP2002180210A (en) | Martensitic stainless steel | |
| JP2018162507A (en) | High-strength oil well steel and oil well pipe | |
| RU2283362C1 (en) | Low-alloyed steel | |
| RU95780U1 (en) | SEAMLESS PIPE FOR THE TRANSPORTATION OF OIL FIELDS |