專利名稱：一種合金結(jié)構(gòu)鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金結(jié)構(gòu)鋼，特別涉及一種適用制造隔熱油管用的合金結(jié)構(gòu)鋼。
背景技術(shù)：
隔熱油管又稱隔熱雙層管，是油井管中專用技術(shù)油管，是油井應(yīng)用熱采技術(shù)主要
管材之一。熱采技術(shù)隨著石油工業(yè)技術(shù)而發(fā)展，它對低壓井，稠油井，老油井以及低溫地帶油 井穩(wěn)定和提高日產(chǎn)量最有效方法之一。已被廣泛應(yīng)用和推廣。尤其稠油井含有較高比例的 石蠟和浙青的原油，特點是比重大，粘度高，流動性差的重質(zhì)油。以及一些老油井，由于采掘 時間長，油層壓力低，原油流動性差，采掘十分困難，為了保證油井的日產(chǎn)量穩(wěn)定或提高，必 須推廣應(yīng)用熱采技術(shù)來增加采掘量。由于熱采技術(shù)的迅速發(fā)展，使昔日被稱為“地下僵龍” 的高粘度稠油躍出地面成為十分重要的石化原料。隨著稠油開采的不斷增加，熱采技術(shù)得到迅速發(fā)展，相應(yīng)隔熱油管(即隔熱雙層 管)的需求量大大增加。熱采技術(shù)的原理主要利用特制的隔熱油管向地下稠油層注入高溫高壓蒸汽。使 它在油層里停留7 15天時間，從而達到軟化原油作用、提高原油溫度、降低粘度、增加流 動性，使原油增強自噴能力或借助于抽油機增加采集能力的技術(shù)。隔熱油管由兩層鋼管組成。外層管又稱外套管，內(nèi)層管又稱內(nèi)襯管。在內(nèi)外層管 之間填補絕熱材料(如耐高溫玻璃纖維、鋁箔、硅酸鹽等多層包扎而成)，同時將夾層間抽 成真空或注入惰性氣體(He或Ar)增加絕熱性能。由于隔熱油管的工況條件，必須采用高強度材質(zhì)管制造而成。尤其內(nèi)層襯管承受 高溫高壓(溫度T彡380°C，壓力P彡36MPa)，因此，必需采用強度達到N80級，外層套管處 于常溫下工作，一般可應(yīng)用強度J55級即可，也可采用與內(nèi)襯管同等強度鋼。隔熱油管的外套管和內(nèi)襯管之間保持一定間隙，在制造時內(nèi)襯管兩端必須進行加 厚再擴徑加工，內(nèi)襯管務(wù)必有良好的加工工藝性能。內(nèi)外管的連接應(yīng)用焊接方法，內(nèi)外管需 具有良好的焊接性能(一般可用材質(zhì)的碳當量Ce來控制)。隔熱油管工作條件十分惡劣。外層套管承受溫度和壓力與工作現(xiàn)場等同。然而內(nèi) 層襯管除承受輸送高溫高壓蒸汽外，由于內(nèi)外管溫度和壓力差懸殊，產(chǎn)生應(yīng)力特別嚴重，使 整個管體處于復(fù)雜應(yīng)力作用下，往往使整個管體產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)或焊縫產(chǎn)生裂紋、開裂等缺 陷出現(xiàn)。尤其內(nèi)外管端連接處由于焊接產(chǎn)生熱影響區(qū)，迫使該部分材質(zhì)的可塑性降低，即使 采取退火或回火處理，亦很難達到正常狀態(tài)。容易成為裂紋、開裂等缺陷的埋伏區(qū)。依據(jù)隔熱油管應(yīng)用特點和生產(chǎn)制造，管體材質(zhì)一般選用優(yōu)質(zhì)低合金結(jié)構(gòu)鋼。用熱 軋無縫管方法制成管體(平端)，用調(diào)質(zhì)處理提高鋼的強度。尤其內(nèi)襯管強度務(wù)必達到N80 級要求。日本和美國的內(nèi)外管是應(yīng)用25Mn2鋼制管。其內(nèi)襯管應(yīng)用水作淬火劑淬火，再經(jīng) 回火處理而成(金相組織為回火索氏體)。而德國和我國某些廠家則選用25CrMo鋼制管， 用油作淬火劑淬火，加回火處理而成。這兩種調(diào)質(zhì)處理方法的共同點工藝裝備復(fù)雜、投資大、技術(shù)水平高、操作難度大、合格率低、成本高，迫使成品價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種合金結(jié)構(gòu)鋼，利用該合金結(jié)構(gòu)鋼制造隔熱油管的外套管 和內(nèi)襯管，加工工藝簡單，提高隔熱油管的外套管和內(nèi)襯管的焊接性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成份按重量百分比計量，C為
0.24 % -0. 32 %，Mn 為 1. 50 % -1. 80 %，Si 為 0. 40 % -0. 60 %，P 為彡 0. 025 %，S 為 ≤0. 015%, Cr 為≤ 0. 15%, Ni 為≤ 0. 20%, V 為 0. 06% -0. 15%, Cu 為≤ 0. 20%, A1 為 ^ 0. 02%，余量為Fe及不可避免的夾雜；碳當量Ce ≤0. 58%。合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)隔熱油管的加工工藝步驟是(1)對經(jīng)檢驗合格的管坯進行下料；(2)對管坯進行加溫，加熱溫度為1200-1240°C ；(3)在熱定心下進行穿孔；(4)對管料進行打頭處理；(5)對管料進行退火處理；(6)對管料進行酸洗；(7)對管料進行磷化皂化處理；(8)對管料進行冷拔處理；(9)對冷拔后的管料再次進行退火、酸洗、磷化皂化和冷拔處理，直至鋼管尺寸符 合設(shè)計要求；(10)對管料進行正火熱處理，正火溫度為900-940°C ；(11)對管料進行矯直和切頭尾；(12)對管料進行理化檢驗和無損檢測，鋼管的金相組織應(yīng)為鐵素體和珠光體，不 得有魏氏組織存在。利用本發(fā)明合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)隔熱油管，加工工藝中無須調(diào)質(zhì)處理，而只需正火熱 處理，工藝裝備簡單，操作簡便，性能穩(wěn)定，合格率高；內(nèi)襯管和外套管采用同種材質(zhì)、同一 種工藝方法，獲得相同的機械性能、工藝性能和金相組織，這對內(nèi)襯管兩端加厚和擴徑、內(nèi) 外管焊接創(chuàng)造有利條件，焊接性能良好，焊縫熱影響區(qū)應(yīng)力敏感性不明顯，能夠提高隔熱油 管的使用壽命。


附圖為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖
具體實施例方式本發(fā)明合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成份按重量百分比計量，C:0. 24% -0. 32%, Mn
1.50 % -1. 80%, Si 0. 40 % -0. 60 %, P ≤ 0. 025 %, S ≤ 0. 015%, Cr ≤ 0. 15 %, Ni ≤ 0. 20%, V 0. 06% -0. 15%, Cu ≤ 0. 20%, A1 ≤ 0. 02，余量為 Fe 及不可避免的夾雜； 該鋼同時還滿足碳當量Ce(% )≤0.58。微量元素Cu+As+Sn+Cr+Ni≤ 0. 35%
合金結(jié)構(gòu)鋼的冶煉方法電爐(EF+LF+VD)加爐外精煉法冶煉而成。鋼的低倍組織試片上不得有肉眼可見的白點、殘余縮孔、分層、裂紋、氣泡、夾雜、 翻皮等缺陷存在。允許的低倍組織；一般疏松，中心疏松和偏析等各不大于1. 5級。鋼的非金屬夾雜物按GB10561規(guī)定，合格級別按ISO評級圖評級
權(quán)利要求
一種合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征在于該鋼的化學(xué)成份按重量百分比計量，C為0.24％ 0.32％，Mn為1.50％ 1.80％，Si為0.40％ 0.60％，P為≤0.025％，S為≤0.015％，Cr為≤0.15％，Ni為≤0.20％，V為0.06％ 0.15％，Cu為≤0.20％，Al為≤0.02％，余量為Fe及不可避免的夾雜；碳當量Ce≤0.58％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征在于微量元素CU、As、SnCr和Ni的重 量百分比的總和≤0. 35%。
全文摘要
本發(fā)明合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成份按重量百分比計量，C為0.24％-0.32％，Mn為1.50％-1.80％，Si為0.40％-0.60％，P為≤0.025％，S為≤0.015％，Cr為≤0.15％，Ni為≤0.20％，V為0.06％-0.15％，Cu為≤0.20％，Al為≤0.02％，余量為Fe及不可避免的夾雜；碳當量Ce≤0.58％。利用該合金結(jié)構(gòu)鋼制造隔熱油管的外套管和內(nèi)襯管，無須調(diào)質(zhì)處理，僅須正火處理，加工工藝簡單，產(chǎn)品性能好，質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號C22C38/16GK101988175SQ20091018362
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者俞傳山, 徐寶順, 王尚林, 顏云峰 申請人:揚州龍川鋼管有限公司