專利名稱：Ф177.8*9.19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滿足API及DOlO附錄2要求的Φ 177. 8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管及制造方法。
背景技術(shù)：
自2008年底的世界性金融危機(jī)以來(lái)，逐漸演變成實(shí)體經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)加劇。無(wú)縫鋼管的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越加激烈。特別是歐美國(guó)家的雙反，更加加重了國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管的競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度。在這樣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，急需開發(fā)市場(chǎng)需要的優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的、性能指標(biāo)滿足市場(chǎng)需求的無(wú)縫鋼管，目前國(guó)內(nèi)石油用無(wú)縫管市場(chǎng)對(duì)該鋼級(jí)均采用CrMo鋼為原料，該材質(zhì)性能穩(wěn)定但成本較高，為了在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。決定開發(fā)一種既能滿足性能要求，價(jià)格又低廉的材質(zhì)女口廣 PFt ο發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種φ 177. 8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管及制造方法，以滿足API及DOlO附錄2的要求，同時(shí)比國(guó)內(nèi)同鋼級(jí)成品管價(jià)格降低了 900-1100元。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種Φ 177. 8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管，該無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分按重量％為C 0.27-0. 31、Si 0.17-0.35、 Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、P+S 彡 0. 025、Ni 彡 0. 25、Cr 彡 0. 25、Mo 彡 0. 10、V 0. 01-0. 05、Cu 彡 0. 25、Alt 彡 0. 005。
同時(shí)提供一種Φ 177. 8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管的制造方法。
本發(fā)明的效果采用以上成分能夠使無(wú)縫鋼管的制造過程的工藝回火溫度在40°C 范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，抗拉強(qiáng)度均在680MPa以上，屈服強(qiáng)度在589-608ΜΙ^之間，硬度在18-21HRC， 沖擊功在78-96J之間的穩(wěn)定狀態(tài)，該工藝在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行便捷，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，提供了較大的市場(chǎng)空間，特別是能夠沖開美歐國(guó)家的貿(mào)易壁壘，走進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)。該無(wú)縫鋼管材料性能各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過API及DOlO附錄2標(biāo)準(zhǔn)要求。


圖1為本發(fā)明的無(wú)縫鋼管對(duì)回火溫度波動(dòng)的敏感程度特性曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的Φ177.8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管及制造方法加以說明。所述高鋼級(jí)為Φ 177. 8*9. 19mmL80鋼級(jí)。
要保證無(wú)縫鋼管產(chǎn)品能夠滿足API及DOlO附錄2標(biāo)準(zhǔn)要求，相應(yīng)的產(chǎn)品性能應(yīng)能得到保證，在充分分析了生產(chǎn)工藝過程及產(chǎn)品性能情況，要保證產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度在 552-655MPa之間，抗拉強(qiáng)度在655MPa以上，硬度不超過23HRC，沖擊功大于14J。
本發(fā)明的Φ 177. 8*9. 19mm L80鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管，該無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分按重量 ％ 為C 0.27-0. 31、Si 0.17-0. 35、Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、 P+S 彡 0. 025,Ni 彡 0. 25,Cr 彡 0. 25,Mo 彡 0. 10,V 0. 01-0. 05,Cu 彡 0. 25,Alt 彡 0. 005。
Φ 177. 8*9. 19mmL80鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管的制造方法包括以下步驟
①煉鋼
按上述無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分，采用高功率電弧爐進(jìn)行冶煉，通過向鋼水中加入360ml/4N-HCl高活性度的石灰造泡沫渣，充分吸附鋼水中的有害元素P、S ；采用鋼包爐精煉、真空脫氣、夾雜物控制技術(shù)，進(jìn)行爐外精煉，通過鋼水的過熱溫度控制在15-30°C，拉坯速度為每分鐘1-1. 2米，冷卻水量為585m3/h，最終連鑄成圓管坯；
②鋼管熱處理
上述圓管坯在淬火加熱爐中加熱到930士 10°C，淬火時(shí)保證鋼管快速旋轉(zhuǎn)淬火液在鋼管內(nèi)外表面均勻內(nèi)噴與外淋；然后在回火加熱爐中加熱到640 士 10°C，進(jìn)行回火，通過無(wú)損探傷、靜水壓試驗(yàn)，最后進(jìn)行噴標(biāo)、涂漆，制成無(wú)縫鋼管。以下以Φ 177. 8*9. 19mm L80 鋼級(jí)為例，結(jié)合各化學(xué)元素對(duì)性能影響來(lái)詳述材質(zhì)實(shí)現(xiàn)過程。
碳(C)碳量的增加能使材料的屈服和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性能降低。因此碳量依據(jù)鋼管的強(qiáng)度和韌性的情況來(lái)確定。
硅(Si)在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，鎮(zhèn)靜鋼含有0. 15-0. 30%的硅。
錳(Mn) =Mn固溶于鐵素體和奧氏體中，在相變過程中，Mn和！^形成固溶體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度；另外由于Mn在鋼中降低了臨界轉(zhuǎn)變溫度和鋼中相變的速度，提高了鋼的淬透性，從而提高了調(diào)質(zhì)處理索氏體鋼的力學(xué)性能；Mn元素在該材質(zhì)中的另一個(gè)重要作用是提高奧氏體組織的穩(wěn)定性；我們研究發(fā)現(xiàn)，Mn元素與S形成熔點(diǎn)較高的MnS，避免了晶界上!^S的出現(xiàn)，消除了鋼的熱脆性。因此，我們也要考慮元素S的含量。
釩(V)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可知L80鋼級(jí)屈服強(qiáng)度的范圍是552-655MPa，偏差范圍要求較小，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)較難控制。因此在設(shè)計(jì)上，考慮了各種強(qiáng)化機(jī)制對(duì)屈服強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，晶粒細(xì)化強(qiáng)化、析出強(qiáng)化，固溶強(qiáng)化最直接，效果最明顯的，我們對(duì)比考慮了 C、Mn、Cr、M0、V等多種元素對(duì)鋼的影響進(jìn)行了比較，C、Mn元素的加入雖然能提高強(qiáng)度，但會(huì)帶來(lái)韌性和抗腐蝕性能的降低；Cr、Mo元素的加入雖能提高鋼的綜合機(jī)械性能，但在成本上提高了 20% ；因此認(rèn)為V的添加具有極優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。V的最大特點(diǎn)是可細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化影響屈服強(qiáng)度的相關(guān)因素細(xì)晶粒度，是提高強(qiáng)度和韌性的基本要求，碳錳鋼通過控制軋制和熱處理的方法可細(xì)化晶粒，向鋼中再加入V等微量元素之后，鋼的晶粒度進(jìn)一步變小，強(qiáng)度可進(jìn)一步提高。V的加入在鋼中形成VC，VC在鐵素體中的析出強(qiáng)化作用對(duì)屈服強(qiáng)度有貢獻(xiàn)。我們采用同樣的生產(chǎn)工藝，在V含量有差異，其他元素含量不變的材質(zhì)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1所示
表 權(quán)利要求
1.一種Φ177.8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管，該無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分按重量％ 為:C 0. 27-0. 31、Si 0. 17-0. 35、Mn 1. 35-1. 45、P < 0. 02、S < 0. 007、P+S ( 0. 025、 Ni 彡 0. 25、Cr 彡 0. 25、Mo 彡 0. 10、V 0. 01-0. 05、Cu 彡 0. 25、Alt 彡 0. 005。
2.—種Φ 177. 8*9. 19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管的制造方法，該方法包括以下步驟①煉鋼按上述無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分，采用高功率電弧爐進(jìn)行冶煉，通過向鋼水中加入 360ml/4N-HCl高活性度的石灰造泡沫渣，充分吸附鋼水中的有害元素P、S ；采用鋼包爐精煉、真空脫氣、夾雜物控制技術(shù)，進(jìn)行爐外精煉，將鋼水化學(xué)成分控制在上述范圍之內(nèi)，通過鋼水的過熱溫度控制在15-30°C，拉坯速度為每分鐘1-1. 2米，冷卻水量為585m3/h，最終連鑄成圓管坯；②鋼管熱處理上述圓管坯在淬火加熱爐中加熱到930°C 士 10°C，淬火時(shí)保證鋼管快速旋轉(zhuǎn)淬火液在鋼管內(nèi)外表面均勻內(nèi)噴與外淋；然后在回火加熱爐中加熱到640°C 士 10°C，進(jìn)行回火，通過無(wú)損探傷、靜水壓試驗(yàn)，最后進(jìn)行噴標(biāo)、涂漆，制成無(wú)縫鋼管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Φ177.8*9.19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管，該無(wú)縫鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分按重量％為C 0.27-0.31、Si 0.17-0.35、Mn 1.35-1.45、P＜0.02、S＜0.007、P+S≤0.025、Ni≤0.25、Cr≤0.25、Mo≤0.10、V0.01-0.05、Cu≤0.25、Alt≥0.005。同時(shí)提供一種Φ177.8*9.19高鋼級(jí)石油用無(wú)縫鋼管的制造方法。本發(fā)明的效果是該無(wú)縫鋼管的制造過程的工藝在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行便捷，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，提供了較大的市場(chǎng)空間，特別是能夠沖開美歐國(guó)家的貿(mào)易壁壘，走進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)。
文檔編號(hào)C22C38/24GK102517515SQ20111045175
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉萬(wàn)福, 孔維弟, 張玲, 李淑潮, 王德默, 王鑫, 賀晶 申請(qǐng)人:天津市無(wú)縫鋼管廠