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非調質鋼(CT80)35MnVN鋼/37Mn5鋼生產高強度石油油管化學成分力學性能
油管在油井采集過程中作為石油、天然氣由井底輸送到地面的管道用管。使用量大,約占油井管總消耗量的1/4~1/5,每年需求量數十萬噸。
由于地質和油層構造情況和條件的不同,石油(即原油)生存狀態差異較大。石油往往是由油、氣與水共存。有的油質較稀清澈如水;有的渾濁呈褐色,粘稠如泥漿;有的高溫(200~250℃),高壓(壓力高達數百大氣壓)自噴能力極強;有的常溫低壓流動性極差,必須依靠抽油機抽吸提取;也有的含有大量C02、Cl-離子或H2S等腐蝕性特強的介質,狀況不一。
采油過程有時還需要作井下技術處理;利用油管進行注水、酸化、壓裂或井下加熱等。
油井井深程度不同;有淺井、深井或超深井之分。然而原油(氣)采集輸送均使用油管管道和螺紋連接法。因此,油管不僅應有足夠的剛性、強度和連接性,必須有良好的密封性、耐磨損和抗腐蝕等性能。特殊條件下工作的油管還需有特殊技術條件和性能要求。
輸送介質復雜、工作條件惡劣,對油管提出苛刻的技術條件和嚴格的材質要求。國內已有幾家油井管生產廠均能按API規范批量生產油管。每年供應量約占需求量的40—50%,缺口較大。多數是小規格、低鋼級和V型螺紋為主體。已逐漸不能滿足深井、超深井和特殊情況采集的要求。研制生產高強度和特殊用途油管已勢在必行。目前主要依靠進口。
高強度(即高鋼級)油管采用優質碳素鋼、合金結構鋼和特殊熱處理法生產,必然會使工藝裝備復雜、技術難度大、成本偏高。
非調質鋼(CT80)是由本公司結合35MnVN鋼經試驗研究研制而成改進型鋼號。適用于生產制造高強度油管。
CT80鋼由電爐冶煉、LF爐外精煉、VD脫氣,連鑄成
∮300mm2方坯,連軋成 Φ95mm管坯。
CT80鋼的工藝特點
1 CT80鋼化學成份中碳元素含量較低。碳和錳元素含量與37Mn5鋼接近、并含有微量V、N元素。物理性能與37Mn5鋼相似。因此,管坯加熱制度及生產工藝規程可參照37Mn5鋼研制設定。
2 該鋼中含有C、N元素、經過軋制、拉拔和冷卻過程,使碳化物或氮化物彌散析出。從而起到強化和晶粒細化作用,使材質的強度、硬度、沖擊韌性等綜合力學性能得到明顯提高。
3 該鋼在冷拔過程(即冷加工)應變硬化程度低,有較好的可塑性,適宜于大變形量或連拔加工。既簡化了拉拔工藝,又降低了成本。
3.4 CT80鋼種適宜于控溫、控冷和控制變形量等方法加工。使材質(管材)無需進行調質處理即可達到要求的性能。簡化生產工藝,改善環保條件。
4.高強度N80級油管生產技術條件。
1化學成份:僅作S及P要求各≤0.030%
2材質鋼級:務必符合API Spec 5CT規范
+1.0%
3尺寸精度;D t±10%
-0.2%;
4長度:9.5m+0.2m
5 保證鋼管單根重量偏差(+6.5% -3.5%)及內徑尺寸。
6力學性能:高強度N80級油管力學性能必須符合下列規定。
σb≥689Mpa
σs=552~758Mpa
δ5≥16%
7 應有均勻穩定性能和優質的表面。
8 高強度油管產品(包含管端與接箍螺紋等)均應符合API Spec 5CT 及5B規范規定。
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