中碳J55钢级石油套管用热轧卷板生产的关键技术控制
发布时间:2010-12-21 08:53
作者:互联网
来源:
76
J55
钢级是美国
石油协会
API5CT
标准中的一个
石油套管钢级,在石油和
天然气的开采中被广泛使用。该钢级套管约占
油井管总
需求的50%以上,目前我国J55钢级套管的
生产有
无缝管和ERW直缝
焊管两种,1986年
中石油宝
鸡钢管厂首次自德国引进ERW直缝焊管
生产线,现国内在建或拟建的ERW焊管机组有9套,促进了国内众多
钢铁企业研究和开发石油套管用
热轧卷板。由于
热轧卷板制作的套管壁厚均匀,且经ERW生产的石油套管较无缝管
成本低,并随着卷板质量
水平和制管技术不断提高,ERW石油套管在市场份额逐步扩大,有逐步代替无缝管的趋势。随着八
钢板材
系统的投产,自2009年开始研制和生产J55石油套管用
热轧板卷,共计生产近3万吨,经制管后
用户检测整体性能稳定,表面质量良好,
探伤合格率高,得到了用户的肯定。石油套管需在管端部位进行
螺纹加工,螺纹加工过程中的粘刀和丝扣质量,要求材料具有一定的的
硬度。因此采用中
碳设计原则,Mn的成分不能太高,以防止铸坯
偏析造成
钢带分层;采用较低的S、P的
控制,加入微量的Nb、Ti微
合金化以提高
强度;炉外精炼采取
钙处理以球化
夹杂物提高
韧性。J55钢级的成分(质量分数,%)为:≤0.20C,≤0.3Si,≤1.4Mn,≤0.015P,≤0.005S,≤0.035Al,≤0.03Nb,≤0.03Ti。
热轧出钢温度控制在1150℃以上,以
保证Nb的强化作用,防止
奥氏体晶粒的长大,终轧温度控制在900℃以下,控制组织中
铁素体的的尺寸,综合考虑强度和韧性,卷取温度控制在500~600℃。
工艺路线为:
铁水预处理→
转炉→LF精炼炉→连铸(动态轻压下)→
板坯加热→粗轧→
精轧→层流
冷却→卷取。工业生产在
八钢公司第二炼钢厂120t转炉+LF炉+热轧
薄板厂1750mm半连续机组上进行。板坯
规格:220mm×1500mm×10000mm;为得到高
纯净钢,采取在120t纯氧转炉冶炼和炉外精炼及长
水口氩封保护连续浇注,控制钢的硫含量小于等于0.004%、磷含量小于等于0.015%。
拉伸性能的取样位置在板宽的1/4处,拉伸试验方向为纵向,屈服强度主要集中在450~490MPa,抗拉强度主要集中在575~610MPa,说明八钢J55卷板的力学性能值设计合理,强度裕量适中,性能稳定,波动
范围小,屈服强度精确控制在用户要求的100MPa波动范围以内。材料的冲击韧性良好,完全满足技术协议的要求,维氏硬度在182~200HV,满足用户技术要求。热轧状态下的显微组织以
铁素体和
珠光体为主,伴有少量的魏氏组织,
晶粒度在11级,带状组织在1.5~2.5级,夹杂物和带状控制的较理想,带状级别的高低与连铸浇注过程中
过热度的高低有较强的对应关系。J55热轧钢带制管后存在的主要问题是制管后的探伤不合格。卷板经制管后在焊缝区域10cm范围进行全长探伤,出现探伤不合格可以归为两类:一是制管厂的
焊接工艺不良造成不合格;另一种是与钢卷原料原因造成的不合,通常存在被制管厂称为“
重皮”的钢板出现表
面缺陷,
带钢中存在严重的偏析以及
非金属夹杂造成的分层。(子云)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。