專利名稱：Ф177.8*9.19高鋼級石油用無縫鋼管及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種滿足API及DOlO附錄2要求的Φ 177. 8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管及制造方法。
背景技術：
自2008年底的世界性金融危機以來，逐漸演變成實體經濟的競爭加劇。無縫鋼管的市場競爭越加激烈。特別是歐美國家的雙反，更加加重了國內無縫鋼管的競爭的激烈程度。在這樣的市場競爭中，急需開發(fā)市場需要的優(yōu)質價廉的、性能指標滿足市場需求的無縫鋼管，目前國內石油用無縫管市場對該鋼級均采用CrMo鋼為原料，該材質性能穩(wěn)定但成本較高，為了在國內市場更具有競爭力。決定開發(fā)一種既能滿足性能要求，價格又低廉的材質女口廣 PFt ο發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種φ 177. 8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管及制造方法，以滿足API及DOlO附錄2的要求，同時比國內同鋼級成品管價格降低了 900-1100元。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種Φ 177. 8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管，該無縫鋼管材質的化學成分按重量％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。
同時提供一種Φ 177. 8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管的制造方法。
本發(fā)明的效果采用以上成分能夠使無縫鋼管的制造過程的工藝回火溫度在40°C 范圍內波動時，抗拉強度均在680MPa以上，屈服強度在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)場執(zhí)行便捷，生產工藝穩(wěn)定性強，生產效率高，提供了較大的市場空間，特別是能夠沖開美歐國家的貿易壁壘，走進國際市場。該無縫鋼管材料性能各項指標均達到或超過API及DOlO附錄2標準要求。


圖1為本發(fā)明的無縫鋼管對回火溫度波動的敏感程度特性曲線示意圖。
具體實施方式
結合附圖對本發(fā)明的Φ177.8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管及制造方法加以說明。所述高鋼級為Φ 177. 8*9. 19mmL80鋼級。
要保證無縫鋼管產品能夠滿足API及DOlO附錄2標準要求，相應的產品性能應能得到保證，在充分分析了生產工藝過程及產品性能情況，要保證產品的屈服強度在 552-655MPa之間，抗拉強度在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鋼級石油用無縫鋼管，該無縫鋼管材質的化學成分按重量 ％ 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鋼級石油用無縫鋼管的制造方法包括以下步驟
①煉鋼
按上述無縫鋼管材質的化學成分，采用高功率電弧爐進行冶煉，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，進行爐外精煉，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，淬火時保證鋼管快速旋轉淬火液在鋼管內外表面均勻內噴與外淋；然后在回火加熱爐中加熱到640 士 10°C，進行回火，通過無損探傷、靜水壓試驗，最后進行噴標、涂漆，制成無縫鋼管。以下以Φ 177. 8*9. 19mm L80 鋼級為例，結合各化學元素對性能影響來詳述材質實現(xiàn)過程。
碳(C)碳量的增加能使材料的屈服和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性能降低。因此碳量依據(jù)鋼管的強度和韌性的情況來確定。
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，提高鋼的強度和硬度；另外由于Mn在鋼中降低了臨界轉變溫度和鋼中相變的速度，提高了鋼的淬透性，從而提高了調質處理索氏體鋼的力學性能；Mn元素在該材質中的另一個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)按標準規(guī)定可知L80鋼級屈服強度的范圍是552-655MPa，偏差范圍要求較小，在生產現(xiàn)場較難控制。因此在設計上，考慮了各種強化機制對屈服強度的貢獻，晶粒細化強化、析出強化，固溶強化最直接，效果最明顯的，我們對比考慮了 C、Mn、Cr、M0、V等多種元素對鋼的影響進行了比較，C、Mn元素的加入雖然能提高強度，但會帶來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械性能，但在成本上提高了 20% ；因此認為V的添加具有極優(yōu)的經濟性。V的最大特點是可細晶強化和析出強化影響屈服強度的相關因素細晶粒度，是提高強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化晶粒，向鋼中再加入V等微量元素之后，鋼的晶粒度進一步變小，強度可進一步提高。V的加入在鋼中形成VC，VC在鐵素體中的析出強化作用對屈服強度有貢獻。我們采用同樣的生產工藝，在V含量有差異，其他元素含量不變的材質做實驗，實驗結果如下表1所示
表 權利要求
1.一種Φ177.8*9. 19高鋼級石油用無縫鋼管，該無縫鋼管材質的化學成分按重量％ 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高鋼級石油用無縫鋼管的制造方法，該方法包括以下步驟①煉鋼按上述無縫鋼管材質的化學成分，采用高功率電弧爐進行冶煉，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，進行爐外精煉，將鋼水化學成分控制在上述范圍之內，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，淬火時保證鋼管快速旋轉淬火液在鋼管內外表面均勻內噴與外淋；然后在回火加熱爐中加熱到640°C 士 10°C，進行回火，通過無損探傷、靜水壓試驗，最后進行噴標、涂漆，制成無縫鋼管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Φ177.8*9.19高鋼級石油用無縫鋼管，該無縫鋼管材質的化學成分按重量％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。同時提供一種Φ177.8*9.19高鋼級石油用無縫鋼管的制造方法。本發(fā)明的效果是該無縫鋼管的制造過程的工藝在現(xiàn)場執(zhí)行便捷，生產工藝穩(wěn)定性強，生產效率高，提供了較大的市場空間，特別是能夠沖開美歐國家的貿易壁壘，走進國際市場。
文檔編號C22C38/24GK102517515SQ20111045175
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者劉萬福, 孔維弟, 張玲, 李淑潮, 王德默, 王鑫, 賀晶 申請人:天津市無縫鋼管廠