RU2580773C2 - Tube rolling method with thermomechanical treatment - Google Patents

Tube rolling method with thermomechanical treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2580773C2
RU2580773C2 RU2014133254/02A RU2014133254A RU2580773C2 RU 2580773 C2 RU2580773 C2 RU 2580773C2 RU 2014133254/02 A RU2014133254/02 A RU 2014133254/02A RU 2014133254 A RU2014133254 A RU 2014133254A RU 2580773 C2 RU2580773 C2 RU 2580773C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
temperature
tube
heating
carried out
Prior art date
Application number
RU2014133254/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014133254A (en
Inventor
Александр Игоревич Грехов
Светлана Юльевна Жукова
Анатолий Иванович Жуков
Дмитрий Владимирович Овчинников
Николай Георгиевич Пономарев
Елена Ивановна Соловьева
Надежда Тахировна Тихонцева
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ")
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 Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") filed Critical Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ")
Priority to RU2014133254/02A priority Critical patent/RU2580773C2/en
Publication of RU2014133254A publication Critical patent/RU2014133254A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580773C2 publication Critical patent/RU2580773C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: tube rolling method with thermomechanical treatment includes heating of tubular billet up to temperature of 1150-1300°C, piercing and further deforming with total radial deformation degree of at least 70%, at that radial deformation degree at each stage of deformation upon piercing shall not exceed 35%. Before the last stage of deformation the rough-edged tube with temperature of 700-880°C is subject to accelerated induction heating up to temperature of 850-1000°C, thereafter, not later than in 5 s, final deformation is carried out at sizing mill or tube-reducing machine and then cooled in the air.
EFFECT: improved application properties of the tube due to excluded structure with different grain-size, increased viscosity and plasticity of steel, improved strength properties of steel.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству и направлено на совершенствование технологии упрочнения труб нефтяного сортамента из микролегированных сталей с карбидо- и нитридообразующими элементами непосредственно в процессе горячей деформации.The invention relates to pipe rolling production and is aimed at improving the technology of hardening of oil assortment pipes from microalloyed steels with carbide and nitride forming elements directly in the process of hot deformation.

Известен способ термомеханической обработки труб нефтяного сортамента из углеродистых и микролегированных Nb, V, Mo, Cr сталей, включающий предварительную деформацию, выдержку на воздухе, нагрев, окончательную деформацию и регулируемое охлаждение, при этом нагрев совмещают с окончательной деформацией за счет тепла, выделяющегося при окончательной деформации (патент РФ №2387718, М. кл. C21D 8/00, опубл. 27.04.2010). Недостатком способа является необходимость строгой выдержки параметров степени и скорости деформации, а также температурного режима. На практике это является труднодостижимым, так как при изменении темпов проката во время настройки, запусков оборудования, различных задержек в процессе деформации значительно изменяются и скорость деформации, и температура.A known method of thermomechanical processing of oil pipes from carbon and microalloyed Nb, V, Mo, Cr steels, including pre-deformation, exposure to air, heating, final deformation and controlled cooling, the heating combined with the final deformation due to the heat generated during the final deformation (RF patent No. 2387718, M. class. C21D 8/00, publ. 04/27/2010). The disadvantage of this method is the need for strict exposure to the parameters of the degree and speed of deformation, as well as the temperature regime. In practice, this is difficult to achieve, since with a change in the rental rate during setup, equipment starts, various delays in the deformation process, both the deformation rate and temperature change significantly.

Известен способ прокатки труб с термомеханической обработкой, заключающийся в нагреве, прошивке заготовки, охлаждении водой с наружной поверхности давлением не менее 15 ати, деформации в непрерывном стане со степенью деформации не менее 50% и охлаждением во время деформации до температуры 800-900°C с наружной поверхности валками и потоками охлаждающей воды и с внутренней поверхности предварительно охлажденной до 150-250°C оправкой, индукционном нагреве и окончательной деформации в редукционном стане (патент РФ №2291903, М. кл. C21D 8/10, опубл. 20.01.2007). Недостатком способа является его ограниченная применимость только для трубопрокатных агрегатов с непрерывным станом, а также применение ускоренного регулируемого водного охлаждения, которое приводит к дополнительному искривлению изделий. В способе не учитывается температура нагрева под окончательную деформацию, которая является основополагающей для формирования структуры металла труб, изготавливаемых в состоянии после горячей деформации (без проведения последующей термической обработки). Способ не ограничивает максимальную степень деформации в непрерывном стане, при больших степенях которой в микрообъемах, максимально насыщенных дислокациями, происходит резкий рост аномально крупных зерен. В итоге в мелкозернистой структуре присутствуют отдельные крупные зерна, что в значительной степени ухудшает потребительские свойства изготавливаемых труб.A known method of rolling pipes with thermomechanical treatment, which consists in heating, piercing the workpiece, cooling with water from the outer surface with a pressure of at least 15 atm, deformation in a continuous mill with a degree of deformation of at least 50% and cooling during deformation to a temperature of 800-900 ° C the outer surface of the rolls and flows of cooling water and from the inner surface of the mandrel pre-cooled to 150-250 ° C, induction heating and final deformation in the reduction mill (RF patent No. 2291903, M. CL C21D 8/10, publ. 20.01.2007) . The disadvantage of this method is its limited applicability only for pipe rolling units with a continuous mill, as well as the use of accelerated controlled water cooling, which leads to additional curvature of the products. The method does not take into account the heating temperature for the final deformation, which is fundamental for the formation of the metal structure of pipes made in the state after hot deformation (without subsequent heat treatment). The method does not limit the maximum degree of deformation in a continuous mill, at high degrees of which a sharp increase in anomalously large grains occurs in microvolumes maximally saturated with dislocations. As a result, some large grains are present in the fine-grained structure, which significantly degrades the consumer properties of the pipes made.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение разнозернистости структуры металла, увеличение вязкости и пластичности стали, повышение прочностных свойств стали, снижение брака по геометрическим размерам труб, что обеспечивает повышение эффективности термомеханической обработки, расширение области ее применения, а также улучшение потребительских свойств труб.The technical problem to which the invention is directed is to eliminate the heterogeneity of the metal structure, increase the viscosity and ductility of steel, increase the strength properties of steel, reduce the defect in the geometric dimensions of the pipes, which ensures an increase in the efficiency of thermomechanical processing, expansion of its scope, as well as improvement of consumer pipe properties.

Указанный результат достигается тем, что трубную заготовку нагревают до температуры 1150-1300°C, затем осуществляют ее прошивку и последующее деформирование с суммарной радиальной степенью деформации не менее 70%, при этом радиальная степень деформации на каждом этапе деформирования (в зависимости от применяемого оборудования - радиальная деформация на каждом стане) после прошивки не должна превышать 35%. Перед последним этапом деформирования черновая труба с температурой 700-880°C подвергается ускоренному индукционному нагреву до температуры 850-1000°C, после чего не позднее чем через 5 с осуществляются окончательная деформация в калибровочном или редукционном стане и охлаждение на воздухе.This result is achieved by the fact that the tube billet is heated to a temperature of 1150-1300 ° C, then it is flashed and then deformed with a total radial degree of deformation of at least 70%, while the radial degree of deformation at each stage of deformation (depending on the equipment used - radial deformation on each mill) after flashing should not exceed 35%. Before the last stage of deformation, the roughing pipe with a temperature of 700-880 ° C is subjected to accelerated induction heating to a temperature of 850-1000 ° C, after which no later than 5 s are the final deformation in a calibration or reduction mill and cooling in air.

Нижняя граница температурного диапазона нагрева металла под прошивку обеспечивает наилучшую пластичность металла, а верхняя обеспечивает отсутствие перегрева металла. Температуры подобраны экспериментально для среднеуглеродистых микролегированных Nb, V, Mo, Cr сталей.The lower limit of the temperature range of metal heating for firmware provides the best ductility of the metal, and the upper one ensures the absence of metal overheating. Temperatures are selected experimentally for medium-carbon microalloyed Nb, V, Mo, Cr steels.

Суммарная радиальная степень деформации не менее 70% обеспечивает получение мелкозернистой структуры, также она обеспечивает выделение карбидов, нитридов и карбонитридов Nb, V, Mo, Cr в мелкодисперсной форме.The total radial degree of deformation of not less than 70% ensures the production of a fine-grained structure, and it also provides the precipitation of carbides, nitrides, and carbonitrides of Nb, V, Mo, Cr in finely dispersed form.

Радиальная деформация (или деформация по толщине) стенки рассчитывается по формуле:The radial deformation (or deformation in thickness) of the wall is calculated by the formula:

εs=(S0-S1)/S0*100,ε s = (S 0 -S 1 ) / S 0 * 100,

где S1 - толщина стенки после деформации, мм;where S 1 - wall thickness after deformation, mm;

S0 - толщина стенки до деформации, мм.S 0 - wall thickness before deformation, mm.

Радиальная степень деформации на каждом этапе деформирования после прошивки не более 35% позволяет избежать значительного скопления дислокации в отдельных микрообъемах и, следовательно, роста аномально крупных зерен. Получаемая структура мелкодисперсная по всему сечению изготавливаемых труб.The radial degree of deformation at each stage of deformation after flashing no more than 35% avoids a significant accumulation of dislocation in individual microvolumes and, consequently, the growth of abnormally large grains. The resulting structure is finely dispersed over the entire cross section of the manufactured pipes.

Охлаждение трубы в процессе деформации до температуры 700-880°C обеспечивает выделение максимального количества карбидов, нитридов и карбонитридов Nb, V, Mo, Cr. Снижение указанной температуры (менее 700°C) нецелесообразно ввиду затруднения процесса деформации и образования дефектов при прокате труб. Повышение этой температуры (свыше 880°C) приводит к неполному выделению (уменьшению количества выделений) карбидов, нитридов и карбонитридов, что снижает эффект упрочнения.Cooling the pipe during deformation to a temperature of 700-880 ° C ensures the release of the maximum amount of carbides, nitrides and carbonitrides Nb, V, Mo, Cr. Lowering the indicated temperature (less than 700 ° C) is impractical due to the difficulty of the deformation process and the formation of defects during tube rental. An increase in this temperature (over 880 ° C) leads to incomplete precipitation (reduction of the amount of precipitation) of carbides, nitrides, and carbonitrides, which reduces the effect of hardening.

Проведение ускоренного индукционного нагрева позволяет избежать значительных структурных изменений при нагреве, а окончательная деформация непосредственно после ускоренного нагрева позволит обеспечить еще большее измельчение структурных составляющих с сохранением дисперсности карбидных, нитридных и карбонитридных выделений.Conducting accelerated induction heating avoids significant structural changes during heating, and the final deformation immediately after accelerated heating will allow even greater refinement of the structural components while maintaining the dispersion of carbide, nitride and carbonitride precipitates.

Время не более 5 с, через которое производится окончательная деформация после ускоренного охлаждения, предотвращает рост зерна и растворение мелкодисперсных частиц.A time of not more than 5 s, after which the final deformation is performed after accelerated cooling, prevents grain growth and the dissolution of fine particles.

Отсутствие применения (в сравнении с прототипом) ускоренного регулируемого водного охлаждения исключает дополнительное искривление труб.The lack of use (in comparison with the prototype) of accelerated controlled water cooling eliminates additional pipe bending.

Предлагаемое и известное решения опробованы в промышленных условиях. Трубные заготовки диаметром 156 мм выплавлены в 150-тонной дуговой сталеплавильной печи из стали 38Г2СФ с содержанием углерода 0,38%, марганца 1,30%, ванадия 0,09%. Из трубной заготовки в условиях ОАО «Синарский трубный завод» изготовлены горячедеформированные трубы размерами 73×5,5 мм, 89×6,5 мм (с окончательной деформацией в редукционном стане); 146×7,0 мм (с окончательной деформацией в калибровочном стане).The proposed and known solutions are tested in an industrial environment. Tube blanks with a diameter of 156 mm were smelted in a 150-ton arc steelmaking furnace from 38G2SF steel with a carbon content of 0.38%, manganese 1.30%, vanadium 0.09%. Hot-deformed pipes with dimensions of 73 × 5.5 mm, 89 × 6.5 mm (with final deformation in a reduction mill) were made from a tube billet under the conditions of Sinarsky Pipe Plant OJSC; 146 × 7.0 mm (with final deformation in the calibration mill).

Результаты исследования свойств труб приведены в таблице 1.The results of the study of the properties of the pipes are shown in table 1.

Предлагаемый способ обработки позволяет получать трубы из микролегированных Nb, V, Mo, Cr сталей с благоприятным комплексом вязкопластических свойств, а также способствует получению мелкозернистой равномерной структуры для труб всего сортамента и снижает брак по геометрическим размерам.The proposed processing method allows to obtain pipes from microalloyed Nb, V, Mo, Cr steels with a favorable set of viscoplastic properties, and also contributes to obtaining a fine-grained uniform structure for pipes of the entire assortment and reduces rejects in geometric dimensions.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

1. Способ прокатки труб с термомеханической обработкой, включающий нагрев трубной заготовки, предварительную деформацию, подогрев, окончательную деформацию, охлаждение, отличающийся тем, что нагрев трубной заготовки производят до температуры 1150-1300°C, предварительную деформацию осуществляют с суммарной степенью радиальной деформации не менее 70%, степень радиальной деформации на каждом этапе деформирования после прошивки составляет не более 35%, подогрев под окончательную деформацию проводят до температуры 850-1000°C после ускоренного индукционного нагрева, при этом окончательную деформацию проводят в калибровочном или редукционном стане не более чем через 5 секунд после ускоренного индукционного нагрева, а охлаждение осуществляют на воздухе.1. A method of rolling pipes with thermomechanical treatment, including heating the tube stock, pre-deformation, heating, final deformation, cooling, characterized in that the tube preform is heated to a temperature of 1150-1300 ° C, the preliminary deformation is carried out with a total degree of radial deformation of not less than 70%, the degree of radial deformation at each stage of deformation after flashing is no more than 35%, heating under the final deformation is carried out to a temperature of 850-1000 ° C after accelerated induction heating, while the final deformation is carried out in a calibration or reduction mill no more than 5 seconds after accelerated induction heating, and cooling is carried out in air. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренный индукционный нагрев осуществляют при температуре 700-880°C. 2. The method according to p. 1, characterized in that the accelerated induction heating is carried out at a temperature of 700-880 ° C.
RU2014133254/02A 2014-08-12 2014-08-12 Tube rolling method with thermomechanical treatment RU2580773C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133254/02A RU2580773C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Tube rolling method with thermomechanical treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133254/02A RU2580773C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Tube rolling method with thermomechanical treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014133254A RU2014133254A (en) 2016-02-27
RU2580773C2 true RU2580773C2 (en) 2016-04-10

Family

ID=55434861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014133254/02A RU2580773C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Tube rolling method with thermomechanical treatment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580773C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291903C1 (en) * 2005-07-15 2007-01-20 ОАО "Синарский трубный завод" Method for pipe rolling using thermomechanical processing
RU2353671C2 (en) * 2007-06-15 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Вятка" Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes
JP2010070789A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Machine structural steel pipe having excellent fatigue characteristic and bending formability, and method of manufacturing the same
UA98214C2 (en) * 2010-09-27 2012-04-25 Публичное Акционерное Общество "Металлургический Комбинат "Азовсталь" Method of production of steel high-strength electric-welded single-seam large diameter pipes for main pipelines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291903C1 (en) * 2005-07-15 2007-01-20 ОАО "Синарский трубный завод" Method for pipe rolling using thermomechanical processing
RU2353671C2 (en) * 2007-06-15 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Вятка" Method for production of thermomechanically treated hot rolled pipes
JP2010070789A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Machine structural steel pipe having excellent fatigue characteristic and bending formability, and method of manufacturing the same
UA98214C2 (en) * 2010-09-27 2012-04-25 Публичное Акционерное Общество "Металлургический Комбинат "Азовсталь" Method of production of steel high-strength electric-welded single-seam large diameter pipes for main pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014133254A (en) 2016-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11313005B2 (en) Seamless steel pipe and method for producing the seamless steel pipe
JP4930652B2 (en) Manufacturing method of seamless steel pipe for line pipe and seamless steel pipe for line pipe
WO2018066689A1 (en) Steel material, steel pipe for oil wells, and method for producing steel material
JP6747524B2 (en) Steel material and method for manufacturing steel material
JP2016117944A (en) Method of producing two-phase stainless seamless steel tube
US20200109460A1 (en) Apparatus line for manufacturing seamless steel pipe and tube and method of manufacturing duplex seamless stainless steel pipe
JPWO2007111131A1 (en) Seamless pipe manufacturing method
JP6274452B2 (en) Manufacturing method of martensitic high Cr steel seamless steel pipe
JP5907083B2 (en) Manufacturing method and equipment for seamless steel pipe with excellent toughness
CN104087826B (en) Large-caliber thin-walled X65 level hot-expanding seamless steel tubes and production method
RU2580773C2 (en) Tube rolling method with thermomechanical treatment
EA021245B1 (en) Method and apparatus for producing steel pipes
JP5119574B2 (en) Heat treatment method for seamless steel pipe made of Ti-added low carbon steel
JP6202010B2 (en) Manufacturing method of high-strength duplex stainless steel seamless steel pipe
US20170275729A1 (en) Method of and for producing heavy plates
WO2019188869A1 (en) Steel material suitable for use in sour environment
JP2011115851A (en) Method of manufacturing seamless steel pipe
RU2291903C1 (en) Method for pipe rolling using thermomechanical processing
RU2751069C1 (en) Method for production of 13cr type martensitic stainless steel seamless pipes
RU2458752C1 (en) Method making sheets from low-alloy pipe steel
RU2458753C1 (en) Method of making sheets from low-alloy pipe steel
RU2564770C2 (en) Thermomechanical pipe treatment method
RU2627715C1 (en) Method of thermomechanical processing microalloy steels
RU2617808C1 (en) Procedure for fabrication of pump-compressor pipe
JPH06240357A (en) Production of high toughness and high strength steel pipe

Legal Events

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

Effective date: 20180813