RU2686405C1 - Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) - Google Patents
Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686405C1 RU2686405C1 RU2017142092A RU2017142092A RU2686405C1 RU 2686405 C1 RU2686405 C1 RU 2686405C1 RU 2017142092 A RU2017142092 A RU 2017142092A RU 2017142092 A RU2017142092 A RU 2017142092A RU 2686405 C1 RU2686405 C1 RU 2686405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- steel
- pipe
- temperature
- carbon
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 47
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 20
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 8
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 5
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000227272 Agarista populifolia Species 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009785 tube rolling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству бесшовных горячекатаных труб из среднеуглеродистой низколегированной стали, которые предназначены для обустройства нефтяных и газовых скважин. Способ изготовления труб нефтяного сортамента включает горячую деформацию стальной трубной заготовки из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: 0,27-0,38 углерода, 0,15-0,37 кремния, 0,85-1,75 марганца, не более 0,30 хрома, не более 0,30 никеля, не более 0,30 меди, 0,02-0,17 ванадия, 0,02-0,05 алюминия, не более 0,015 серы, не более 0,020 фосфора, железо и неизбежные примеси - остальное. Для обеспечения высоких прочностных свойств труб упрочняющую обработку труб проводят по одному варианту путем закалки с температуры нагрева в интервале Ас÷(Ас+ 30)°C и последующего отпуска при температуре от 500°C до Acс отдельного печного нагрева, а по другому варианту при термомеханической обработке в линии трубопрокатного агрегата осуществляют окончание деформации при температуре выше верхней критической температуры Arи последующее охлаждение труб на воздухе. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству бесшовных горячекатаных труб из среднеуглеродистой низколегированной стали, которые предназначены для обустройства нефтяных и газовых скважин.
Для производства труб нефтяного сортамента в обычном исполнении допускается применение различных химических составов стали и видов их упрочняющей обработки. Так, согласно действующим стандартам (ГОСТ Р 53366, APISpec5CT) для труб с пределом текучести до 965 МПа введены ограничения лишь по содержанию вредных примесей (сера не более 0,03 мас. %, фосфор не более 0,03 мас. %) и определены требуемые прочностные свойства, которые могут быть достигнуты путем термомеханической обработки в линии трубопрокатного агрегата или закалки с отпуском с отдельного печного нагрева.
Термомеханической обработке в линии трубопрокатного агрегата подвергают среднеуглеродистые стали, как правило, легированные марганцем 0,7-1,2 мас. % и/или хромом до 1,2 мас. % (патент РФ №2336335, C21D 8/10, С22С 38/60, опубл. 20.10.2008; патент РФ №2336331, C21D 8/10, С22С 38/60, опубл. 20.10.2008). Известны более легированные марки стали 38Г2С, 48Г2БМ и 37ХГ, содержащие примерно по 0,6 мас. % хрома и марганца, дополнительно ванадий, ниобий и молибден, предназначенные для изготовления труб, предел текучести которых после термомеханической обработки составляет 460-610 МПа (Разработка сталей и режимов производства насосно-компрессорных и обсадных труб / П.Ю. Горожанин, Е.С Черных, В.А. Хотинов и др. // Известия ВУЗов. Черная металлургия - 2007, №8, С. 44-46).
Недостаток сталей указанных химических составов для изготовления труб состоит в том, что их нельзя применять для труб, подвергаемых как термомеханической обработке в линии трубопрокатного агрегата, так и закалке с отпуском из-за несбалансированного состава упрочняющих и легирующих элементов, а именно содержания углерода, марганца и кремния.
Известна сталь 35Г по ГОСТ 4543 следующего химического состава, мас. %: 0,32-0,40 углерод; 0,17-0,37 кремний; 0,7-1,0 марганец; не более 0,3 никель, хром и медь; не более 0,035 сера и фосфор, из которой возможно изготовление труб, однако уровень прочностных свойств труб после проведения закалки с последующим отпуском не соответствует высокопрочному состоянию.
Известна труба нефтяного сортамента, выполненная из подвергнутой закалке и отпуску низколегированной стали следующего химического состава, мас. %: 0,28-0,34 углерод; 0,15-0,37 кремний; 0,9-1,2 марганец; 0,02-0,05 алюминий; не более 0,25 хром, никель и медь; не более 0,010 сера; не более 0,015 фосфор; не более 0,012 азот (пат. №2552794, С22С 38/04, С22С 38/06, опубл. 10.06.2015). Данные трубы обладают высокими прочностными свойствами после закалки и отпуска, но указанный химический состав не обеспечивает получения высоких прочностных свойств при проведении термомеханической обработки в линии трубопрокатного агрегата.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ производства труб из стальной заготовки, принятый за прототип, включающий горячую деформацию и термомеханическую обработку в линии трубопрокатного агрегата при следующем содержании химических элементов в стали, мас. %:
| углерод | 0,37-0,39, |
| кремний | 0,40-0,53, |
| марганец | 1,30-1,42, |
| хром | не более 0,30, |
| никель | не более 0,30, |
| медь | не более 0,30, |
| ванадий | 0,04-0,05, |
| сера | не более 0,030, |
| фосфор | не более 0,030, |
| железо и неизбежные примеси | остальное, |
с формированием предела текучести 521-589 МПа (Разработка технологии термомеханической обработки с межклетьевым охлаждением труб / Д.В. Овчинников, Н.Т. Тихонцева, М.Н. Лефлер и др. // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: материалы 6-й международной молодежной научно-практической конференции «Инновационные технологии в металлургии и машиностроении. Уральская научно-педагогическая школа им. профессора А.Ф. Головина», [г. Екатеринбург, 29 октября - 1 ноября 2012 г.]. - Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2012, с. 162-164).
Недостаток данного способа состоит в том, что он не позволяет обеспечить высокий уровень прочностных свойств при проведении термомеханической обработки и отсутствует возможность проведения закалки с отпуском для повышения прочности трубы ввиду высокого содержания углерода в стали. Кроме того, содержание кремния в количестве более 0,40 мас. % оказывает отрицательное влияние на вязко-пластичные свойства металла и способствует развитию необратимой отпускной хрупкости стали.
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении высоких прочностных свойств бесшовных труб из среднеуглеродистой низколегированной стали за счет различных видов упрочняющей обработки.
Поставленная задача по первому варианту решается за счет того, что в способе изготовления труб нефтяного сортамента, включающем горячую деформацию стальной трубной заготовки и термическое упрочнение труб, согласно изобретению, труба получена из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас. %:
| углерод | 0,27-0,38, |
| кремний | 0,15-0,37, |
| марганец | 0,85-1,75, |
| хром | не более 0,30, |
| никель | не более 0,30, |
| медь | не более 0,30, |
| ванадий | 0,02-0,17, |
| алюминий | 0,02-0,05, |
| сера | не более 0,015, |
| фосфор | не более 0,020, |
| железо и неизбежные примеси | остальное, |
а термическое упрочнение труб проводят путем закалки с температуры нагрева в интервале Ас3÷(Ас3÷30)°C и последующего отпуска при температуре от 500°C до Ac1 с отдельного печного нагрева. Кроме того, в процессе закалки осуществляют равномерное струйное охлаждение труб с их вращением.
Поставленная задача по второму варианту решается за счет того, что в способе изготовления труб нефтяного сортамента, включающем горячую деформацию стальной трубной заготовки и термическое упрочнение труб в линии трубопрокатного агрегата путем термомеханической обработки, согласно изобретению, труба получена из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас. %:
| углерод | 0,27-0,38, |
| кремний | 0,15-0,37, |
| марганец | 0,85-1,75, |
| хром | не более 0,30, |
| никель | не более 0,30, |
| медь | не более 0,30, |
| ванадий | 0,02-0,17, |
| алюминий | 0,02-0,05, |
| сера | не более 0,015, |
| фосфор | не более 0,020, |
| железо и неизбежные примеси | остальное, |
причем при термомеханической обработке осуществляют окончание деформации при температуре выше верхней критической температуры Ar3 и последующее охлаждение труб на воздухе.
Высокий уровень прочностных свойств обеспечивается за счет предлагаемого соотношения содержания химических элементов в стальной заготовке и технологических режимов упрочняющей обработки. Сбалансированный химический состав стальной заготовки (по содержанию углерода, марганца и кремния) позволяет использовать более широкий арсенал упрочняющих видов обработки - как термомеханическую обработку в линии трубопрокатного агрегата, так и закалку с отпуском с отдельного печного нагрева.
Содержание углерода в количестве 0,27-0,38 мас. % и марганца в количестве 0,85-1,75 мас. % необходимо для получения требуемого уровня прочностных свойств. При содержании углерода более 0,38 мас. % исключена возможность проведения закалки в воде ввиду образования закалочных трещин.
Марганец является экономически дешевым легирующим элементом, повышающим прочность и твердость стали, однако при содержании более 1,75 мас. % развивается значительная химическая ликвация, сопровождающаяся структурной неоднородностью по объему металлоизделия, что снижает пластичность стали.
Кремний является постоянной примесью, в количестве 0,15-0,37 мас. % обеспечивает необходимую степень раскисления стали при выплавке и не оказывает отрицательного влияния на вязко-пластичные свойства. Известно, что повышенное содержание кремния смещает температурный диапазон проявления необратимой отпускной хрупкости, присущей практически всем сталям, в область повышенных температур, и в случае нагрева при отпуске до температур в интервале 500°C возможно развитие процессов межзеренного охрупчивания с необратимым снижением вязкости стали.
Необходимо ограничение содержания в стали вредных примесей: серы не более 0,015 мас. % и фосфора не более 0,020 мас. %, поскольку сера снижает способность стали воспринимать горячую пластическую деформацию, а наличие фосфора приводит к образованию сегрегации по границам зерен, что снижает вязкость стали.
Введение ванадия в количестве 0,02-0,17 мас. % позволяет повысить прочность и сформировать мелкое зерно аустенита, что положительно влияет на вязкость горячекатаной трубы и повышает устойчивость закаленной структуры к разупрочнению при отпуске. Содержание ванадия более 0,17 мас. % ведет к образованию излишнего количества карбонитридной фазы, которая понижает пластичность стали.
Алюминий в количестве 0,02-0,05 мас. % необходим для раскисления стали при выплавке. При недостаточной степени раскисления стали оставшийся кислород, вступая в реакцию с железом с образованием оксида (FeO), охрупчивает сталь в процессе горячей деформации.
Хром, никель и медь в незначительных количествах оказывают положительное влияние на прочностные и вязко-пластичные свойства стали после закалки с отпуском, но введение каждого элемента в сталь, предназначенную для производства труб в обычном исполнении, без специальных требований к хладостойкости или коррозионной стойкости, в количестве более 0,30 мас. % является экономически нецелесообразным.
Применение различных видов упрочняющей обработки труб из предлагаемой стали обусловлено гарантированным получением требуемых прочностных свойств с учетом минимизации затрат на производство труб.
Трубы с пределом текучести 758 МПа и менее, что соответствует группам прочности К72, N80 тип 1 по ГОСТ Р 53366-2009, API Spec 5СТ и группам прочности К, Е по ГОСТ 633-80, целесообразно получать в линии трубопрокатного агрегата путем термомеханической обработки с деформацией заготовки, например в редукционном или калибровочном станах в аустенитном состоянии с окончанием деформации при температуре выше верхней критической температуры Ar3 и последующим охлаждением труб на воздухе. Применение данного вида обработки среднеуглеродиетой стали для получения требуемых прочностных свойств обеспечивает формирование однородной, преимущественно перлитной структуры с небольшой долей избыточного феррита, исключая образование разнозернистой структуры со следами перегрева.
Для получения труб с пределом текучести до 965 МПа, что соответствует группам прочности R95, С95, Р110 по ГОСТ Р 53366-2009, API Spec 5СТ и группам прочности Л, М по ГОСТ 632-80, ГОСТ 633-80, а также при наличии в нормативной документации на изготовление труб требований к проведению термической обработки (например, обеспечение групп прочности N80 тип Q по ГОСТ Р 53366-2009 или API Spec 5СТ) после деформации заготовки осуществляют закалку с последующим отпуском с отдельного печного нагрева. При этом для среднеуглеродистых сталей нагрев под закалку необходимо проводить в интервале температур от Ас3 до (Ас3 +30)°C. В результате такой закалки с последующим отпуском с отдельного печного нагрева в диапазоне температур от 500°C до Ac1 формируется однородная структура сорбита отпуска, обеспечивающая требуемый уровень прочностных свойств. Причем при закалке необходимо обеспечить равномерное охлаждение, например при помощи спрейерных установок с наружным струйным охлаждением и вращением трубы для минимизации коробления трубы и исключения образования закалочных трещин.
В производственных условиях ПАО «Синарский трубный завод» по предлагаемому способу было освоено изготовление бесшовных обсадных и насосно-компрессорных труб с получением требуемого уровня прочностных свойств в линии трубопрокатных агрегатов ТПА-140, ТПА-80 или в результате улучшения (закалки с отпуском) на участках термической обработки, в состав оборудования которых входят: печи нагрева проходные, радиальный спрейер с наружным струйным водяным охлаждением и с организацией вращения трубы при закалке.
Промышленное освоение проведено при изготовлении пяти вариантов труб:
1 вариант - бесшовная труба размером 73,02×5,51 мм, из стали содержащей, мас. %: 0,35 углерода, 0,23 кремния, 1,37 марганца, 0,08 хрома, 0,11 никеля, 0,18 меди, 0,08 ванадия, 0,03 алюминия, 0,005 серы и 0,010 фосфора, подвергнута термомеханической обработке с окончанием деформации при температуре 875-890°C и последующему охлаждению труб на воздухе, группы - прочности К72 по ГОСТ Р 53366-2009;
2 вариант - бесшовная труба размером 73×5,5 мм, из стали содержащей, мас. %: 0,33 углерода, 0,22 кремния, 1,32 марганца, 0,06 хрома, 0,13 никеля, 0,19 меди, 0,08 ванадия, 0,02 алюминия, 0,003 серы и 0,008 фосфора, подвергнута термомеханической обработке с окончанием деформации при температуре 883-910°C и последующему охлаждению труб на воздухе, группы прочности Е по ГОСТ 633-80;
3 вариант - бесшовная труба размером 73,02×5,51 мм, из стали содержащей, мас. %: 0,34 углерода, 0,24 кремния, 1,34 марганца, 0,12 хрома, 0,10 никеля, 0,22 меди, 0,08 ванадия, 0,02 алюминия, 0,004 серы и 0,013 фосфора, подвергнута горячей деформации и термическому упрочнению по схеме: закалка с температуры нагрева 820°C и отпуск при температуре 680°C, группы прочности N80 тип Q по ГОСТ Р 53366-2009;
4 вариант - бесшовная труба размером 168,28×8,94 мм, из стали содержащей, мас. %: 0,35 углерода, 0,21 кремния, 1,32 марганца, 0,09 хрома, 0,10 никеля, 0,14 меди, 0,08 ванадия, 0,02 алюминия, 0,003 серы и 0,006 фосфора, подвергнута горячей деформации и термическому упрочнению по схеме: закалка с температуры нагрева 820°C и отпуск при температуре 640°C, группы прочности Р 110 по ГОСТ Р 53366-2009.
5 вариант - бесшовная труба размером 73,02×5,51 мм, из стали содержащей, мас. %: 0,34 углерода, 0,24 кремния, 1,34 марганца, 0,12 хрома, 0,10 никеля, 0,22 меди, 0,08 ванадия, 0,02 алюминия, 0,004 серы и 0,013 фосфора, подвергнутая горячей деформации и термическому упрочнению по схеме: закалка с температуры нагрева 820°C и отпуск при температуре 550°C, группы прочности Р110 по ГОСТ Р 53366-2009.
Также была изготовлена бесшовная насосно-компрессорная труба в соответствии с прототипом размером 73×5,5 мм из стали, содержащей мас. %: 0,38углерода, 0,52 кремния, 1,34 марганца, 0,11 хрома, 0,03 никеля, 0,08 меди, 0,04 ванадия, 0,03 алюминия, 0,008 серы и 0,011 фосфора, подвергнутая горячей деформации с организацией термомеханической обработки без поддержания определенной температуры конца деформации (фактические значения находились в диапазоне от 750 до 810°C). По химическому составу эта труба отличается повышенным содержанием углерода, кремния и более низким содержанием ванадия по сравнению с предлагаемой трубой. При этом уровень механических свойств трубы после горячей деформации с проведением термомеханической обработки находится на уровне группы прочности К (и не более) по ГОСТ 633-80.
От каждого варианта труб проводили отбор образцов для оценки механических свойств (σв, σт, δ) и микроструктуры металла труб после различных видов упрочняющей обработки. Результаты механических испытаний приведены в таблице.
Трубы после термомеханической обработки обладают стабильным уровнем прочностных свойств и имеют равномерную феррито-перлитную микроструктуру с объемной долей феррита до 30% и размером действительного зерна - 10 балл.
В результате проведения закалки с последующим отпуском обеспечивается значительный прирост прочностных свойств труб, достигающий группы прочности Р110 с пределом текучести 965 МПа и менее, за счет обеспечения микроструктуры металла труб в улучшенном состоянии в виде мелкодисперсного сорбита отпуска.
Предлагаемый способ производства бесшовных труб нефтяного сортамента из среднеуглеродистой низколегированной стали обеспечивает высокий стабильный уровень механических свойств как после проведения термомеханической обработки, так и после улучшения, включающего закалку и отпуск с отдельного печного нагрева.
Claims (12)
1. Способ изготовления бесшовной стальной трубы нефтяного сортамента, включающий
горячую деформацию трубной заготовки из стали, содержащей, мас.%:
охлаждение,
закалку стальной трубы путем нагрева до температуры Ас3÷(Ac3+30)°С и охлаждения,
последующий отпуск при температуре от 500°С до Ac1 с отдельного печного нагрева.
2. Способ по п. 1, в котором при закалке осуществляют равномерное струйное охлаждение труб с их вращением после нагрева.
3. Способ изготовления бесшовной стальной трубы нефтяного сортамента, включающий
горячую деформацию трубной заготовки из стали, содержащей, мас.%:
термомеханическую обработку стальной трубы в линии трубопрокатного агрегата, при этом окончание деформации при термомеханической обработке осуществляют при температуре выше верхней критической температуры Ar3, но не более 910°С, и
последующее охлаждение труб на воздухе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142092A RU2686405C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142092A RU2686405C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686405C1 true RU2686405C1 (ru) | 2019-04-25 |
Family
ID=66314594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142092A RU2686405C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686405C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719618C1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-04-21 | Акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" (АО "ПНТЗ") | Горячекатаная бесшовная насосно-компрессорная труба повышенной эксплуатационной надежности для нефтепромыслового оборудования |
| RU2728981C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-08-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Рулонный прокат для обсадных и насосно-компрессорных труб и способ его производства |
| RU2772002C1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" | Способ соединения обсадных труб оптоволоконной лазерной сваркой при выполнении спускоподъемных операций обсадной колонны в процессе бурения и крепления скважин |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09287028A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 継目無鋼管の製造方法および製造設備 |
| RU2210604C2 (ru) * | 2001-10-11 | 2003-08-20 | Открытое акционерное общество "Волжский трубный завод" | Способ производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали |
| RU2468112C1 (ru) * | 2008-09-04 | 2012-11-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Нефтегазопромысловая бесшовная труба из мартенситной нержавеющей стали и способ ее изготовления |
| EA019610B1 (ru) * | 2009-03-30 | 2014-04-30 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Способ изготовления бесшовных труб |
| RU2552794C2 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Труба нефтяного сортамента хладостойкая |
| RU2630148C2 (ru) * | 2012-12-12 | 2017-09-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Группа оборудования для термической обработки бесшовной стальной трубы или трубопровода и способ получения трубы или трубопровода из высокопрочной нержавеющей стали |
| RU2635205C2 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-11-09 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Способ термической обработки труб нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали |
-
2017
- 2017-12-04 RU RU2017142092A patent/RU2686405C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09287028A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 継目無鋼管の製造方法および製造設備 |
| RU2210604C2 (ru) * | 2001-10-11 | 2003-08-20 | Открытое акционерное общество "Волжский трубный завод" | Способ производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали |
| RU2468112C1 (ru) * | 2008-09-04 | 2012-11-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Нефтегазопромысловая бесшовная труба из мартенситной нержавеющей стали и способ ее изготовления |
| EA019610B1 (ru) * | 2009-03-30 | 2014-04-30 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Способ изготовления бесшовных труб |
| RU2630148C2 (ru) * | 2012-12-12 | 2017-09-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Группа оборудования для термической обработки бесшовной стальной трубы или трубопровода и способ получения трубы или трубопровода из высокопрочной нержавеющей стали |
| RU2552794C2 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Труба нефтяного сортамента хладостойкая |
| RU2635205C2 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-11-09 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Способ термической обработки труб нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719618C1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-04-21 | Акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" (АО "ПНТЗ") | Горячекатаная бесшовная насосно-компрессорная труба повышенной эксплуатационной надежности для нефтепромыслового оборудования |
| RU2728981C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-08-03 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Рулонный прокат для обсадных и насосно-компрессорных труб и способ его производства |
| RU2788887C2 (ru) * | 2021-01-13 | 2023-01-25 | Акционерное общество "Волжский трубный завод" | Способ термической обработки бесшовных коррозионностойких труб нефтяного сортамента из стали мартенситного класса |
| RU2772002C1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" | Способ соединения обсадных труб оптоволоконной лазерной сваркой при выполнении спускоподъемных операций обсадной колонны в процессе бурения и крепления скважин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102747300B (zh) | 一种高强高韧性结构用无缝钢管及其制造方法 | |
| JP6229640B2 (ja) | 継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP5145793B2 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| CN104789866B (zh) | 630MPa级调质型低温球罐用高强高韧性钢板及其制造方法 | |
| EA012256B1 (ru) | Низколегированная сталь, бесшовные стальные трубы нефтепромыслового сортамента и способ изготовления бесшовной стальной трубы | |
| JP2006037147A (ja) | 油井管用鋼材 | |
| EA019473B1 (ru) | Низколегированная сталь с высокой прочностью на разрыв и высокой стойкостью к сульфидному растрескиванию под напряжением | |
| EA010037B1 (ru) | Стальная бесшовная труба для нефтяных скважин с превосходным сопротивлением сульфидному растрескиванию под напряжением и способ ее производства | |
| WO2017149570A1 (ja) | 油井用低合金高強度継目無鋼管 | |
| KR102382398B1 (ko) | 듀플렉스 스테인레스 강 | |
| JP7173405B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼材 | |
| KR102175570B1 (ko) | 우수한 경도와 충격인성을 갖는 내마모강 및 그 제조방법 | |
| KR20190081861A (ko) | 철근 및 이의 제조 방법 | |
| RU2686405C1 (ru) | Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты) | |
| EP3126537B1 (en) | Dual-phase stainless steel | |
| RU2533469C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
| CN106319362A (zh) | 具有抗酸性腐蚀性能x52无缝管线钢管及其制造方法 | |
| EA034408B1 (ru) | Двухфазная нержавеющая сталь | |
| RU2635205C2 (ru) | Способ термической обработки труб нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали | |
| KR102160735B1 (ko) | 강도가 향상된 오스테나이트계 스테인리스강 | |
| KR20190077724A (ko) | 절곡성이 향상된 린 듀플렉스강 및 그 제조방법 | |
| JP2000160300A (ja) | 高耐食性を有する６５５Ｎｍｍ−２級低Ｃ高Ｃｒ合金油井管およびその製造方法 | |
| JP6152928B1 (ja) | 油井用低合金高強度継目無鋼管 | |
| JP6152929B1 (ja) | 油井用低合金高強度継目無鋼管 | |
| BR112020020524A2 (pt) | Aço resistente a rachadura por tensão de sulfeto, produto tubular feito a partir do referido aço, processo para fabricar um produto tubular e uso do mesmo |