模拟塔里木油田环境5Cr套管用钢的H_2S/CO_2腐蚀行为

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究5Cr套管用钢在模拟塔里木油田环境的H2S/CO2腐蚀行为。结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,由于Cr元素在腐蚀产物膜中的富集显著改善了膜的保护性,5Cr钢表现出良好的抗CO2均匀腐蚀和局部腐蚀能力;在模拟CO2/H2S腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,其均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境中的均匀腐蚀速率;5Cr钢H2S腐蚀的阳极极化曲线存在较为明显的钝化区,交流阻抗图谱(EIS)拟合的H2S腐蚀极化电阻远大于CO2腐蚀极化电阻。

温度对油套管用钢腐蚀速率的影响

通过模拟塔里木油田现场环境进行腐蚀试验,研究井下不同井段腐蚀环境下KO110和3Cr110油套管用钢的腐蚀形态以及腐蚀速率,确定表面腐蚀产物的成分.结果表明:在90℃附近两种材料出现腐蚀速率的最大值,KO110为9.9437mm/a,3Cr110为5.9734mm/a;3Cr110在低温下(90℃以下)的腐蚀速率远小于KO110,在90℃以上与KO110的腐蚀速率相当,甚至要高于KO110;KO110局部腐蚀相当严重,3Cr110表现出了良好的抗局部腐蚀性能,在整个温度区间,局部腐蚀很轻微.

油套管用钢P110的CO_2腐蚀动力学研究

利用高温高压腐蚀试验及电化学原位测量技术,并辅以SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了油套管用钢P110在CO2分压为2 MPa、温度为100℃的3.5%NaCl水溶液中的腐蚀失重、界面反应电化学特性、腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了油套管用钢CO2腐蚀动力学.研究结果表明:油套管用钢P110的CO2腐蚀产物为FeCO3;随腐蚀时间的延长及腐蚀产物膜的形成,平均腐蚀速率逐渐降低、趋势变缓,产物膜生长满足抛物线生长规律;腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强;不同腐蚀时间交流阻抗图谱(EIS)的拟合结果表明,极化电阻随着腐蚀时间增加逐渐增大,电极反应由最初的活化控制变为扩散控制.

石油套管用钢37Mn5 Φ210 mm连铸圆坯凝固过程的数学模拟和工艺优化

在分析37Mn5钢（/％：0.34～0.39C,0.20～0.35Si,1.25～ 1.50Mn）凝固特性的基础上通过用ANSYS软件建立连铸圆坯凝固热-力耦合数学模型,对Φ210 mm连铸圆坯凝固过程进行模拟,分析了40 t中间包,拉速1.4 m/min,浇铸温度1 531℃时,二冷水比水量0.58 ～0.78 L/kg和各段配置对铸坯表面温度、坯壳厚度、液芯长度和表面应力的影响.模拟结果表明,比水量每增加0.1 L/kg,铸坯表面约下降18℃,试验比水量变化对出口坯壳厚度、液芯长度和表面应力影响不显著,但原工艺配水量0.68 L/kg下二冷0段和1段之间空冷部位出现高达185℃急速回温,最大应力达6.41×10^7 Pa,通过保持配水量0.68 L/kg不变,调整各段配水量使0～1段间回温降至123℃,最高应力降至4.53×10^7 Pa,铸坯裂纹基本消失,表面质量显著改善.

石油套管用钢J55翘皮缺陷浅析

介绍了唐钢1 580生产线生产石油套管用钢J55的工艺流程、产品成分性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。对连铸坯质量、粗轧立辊轧制力、热卷箱模式等因素进行了试验分析,认为J55出现翘皮缺陷是由于连铸坯表面存在角裂纹,在经粗轧立辊轧制后进一步加重产生的。而连铸坯角裂缺陷的产生与连铸拉速的波动及铌的碳氮化物在奥氏体晶界析出有关。提出了加强对二冷喷嘴的检查维护力度,保证铸坯宽度方向温度均匀分布;提高铸坯矫直前温度和钢中钛含量的改进措施。

Nb-Ti微合金化含铬J55石油套管用钢的生产实践

8~10 mm J55石油套管用钢板的生产流程为铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF精炼-87 mm薄板坯连铸-连轧工艺。通过在原有0.015%~0.025%Nb微合金化钢的基础上优化J55石油套管钢的成分(/%:0.16~0.18C,0.5~0.7Mn,≤0.20Si,≤0.025P,≤0.010S,0.03~0.04Cr,0.01~0.03Ti,0.005~0.010Nb),转炉出钢加200~400 kg铝镁钙预脱氧、精炼过程喂铝线深脱氧,T[O]≤20×10^(-6)时钙处理,板柸加热温度1 100~1 130℃,终轧855~860℃,轧后快速冷却,(610±10)℃卷取等工艺措施,成品钢板屈服强度437~465 MPa,抗拉强度549~575 MPa,伸长率30%~36%,-20℃冲击功60~96 J,180°冷弯合格,各项性能稳定。

钼对N80级ERW石油套管用钢相变规律的影响

采用Formaster-F型全自动相变仪测定了含Mo和不含Mo的N80级ERW石油套管用钢的静态CCT曲线,通过光学显微镜观察两种钢不同冷却速度下的显微组织,结果表明,N80级ERW石油套管试验钢的临界点Ac_(1)、Ac_(3)基本不受Mo元素的影响,试验钢1和试验钢2开始生成马氏体组织的临界冷速均为8℃/s。由于Mo元素的加入,扩大了N80级ERW石油套管试验钢贝氏体相变的冷速区间范围,并且使该试验钢的组织得到了细化。

不同温度火烧驱油工况下油套管用钢的腐蚀行为

通过模拟火烧驱油工况,研究了油套管用N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢、BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在不同温度下的腐蚀行为,分析了其腐蚀机制。结果表明:在较低温度(50℃)下,试验钢主要发生CO_2和氧腐蚀,腐蚀产物为FeCO_3,腐蚀产物膜的保护性较差,均匀腐蚀速率较高;在较高(150℃)温度下,氧腐蚀占主导作用,腐蚀产物为Fe_3O_4和FeCO_3,腐蚀产物膜的保护性下降,均匀腐蚀速率增大;在高温(250℃)条件下,腐蚀机制为氧腐蚀,腐蚀产物为Fe_3O_4,Fe_3O_4水化物膜的保护性较强,均匀腐蚀速率降低;N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢的均匀腐蚀速率均明显高于BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢的,且在50,150℃时的均高于0.2 mm·a^(-1);BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在试验条件下的均匀腐蚀速率都低于0.2mm·a^(-1),在火烧驱油工况下具有良好的耐均匀腐蚀性能。

TG石油套管用钢的热轧工艺研究

基于包钢某工程项目,分析了不同终冷温度对TG石油套管用热轧板带机械性能和冲击性能的影响,不同中间坯厚度产品冲击性能的变化情况.结果表明:终冷温度570℃,中间坯厚度45 mm时,产品屈服强度达到530 MPa,抗拉强度665 MPa,-10℃冲击功100 J以上,性能优异.研究表明,随着终冷温度的升高,屈服强度与抗拉强度均有所降低,但屈服强度下降趋势高于抗拉强度下降趋势.

N80级ERW石油套管用钢的组织转变及性能

采用C-Mn-Nb-Ti微合金化成分设计,低P、低S冶炼以及合理的控轧控冷工艺,充分发挥细晶强化和析出强化作用,研制出N80级石油套管用试验钢。测定了N80级ERW石油套管用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究不同冷速对相变产物的影响。

石油套管用钢的回火性能预测

以30Mn石油套管用钢为研究对象,采用P参数理论建立了30Mn钢的回火方程;采用泰勒展开式对其回火后的硬度分布进行了拟合。结果表明:本研究所建立的回火方程,可以用于30Mn钢的回火力学性能预测和回火工艺优化,其显微硬度的试验值和理论值误差在5 HV以内。

低碳-低锰系油井套管用钢抗硫化氢应力腐蚀开裂性能

对621MPa(90ksi)级抗硫化氢腐蚀油井套管用钢的合金设计、热处理工艺以及组织和性能关系进行了研究,分别设计了0.08C-0.8Mn和0.20C-0.8Mn 2种低碳-低锰试验钢,并重点研究了经调质处理后试验钢的位错、析出物和碳化物对SSCC性能的影响。研究结果表明,采用低碳-低锰,结合Nb、V、Ti和B的微合金设计,通过适当的调质热处理工艺可以获得优良的力学性能、韧性和抗硫化氢应力腐蚀开裂性能,满足相关标准的要求。研究结果还表明,不共平面的位错群、细小的析出物以及弥散的高球化率碳化物,可以使钢具有很好的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能。

莱钢J55石油套管钢的生产实践

介绍了莱钢开发J55石油套管用钢的过程。通过铌、钛复合微合金化的成分设计与合理的生产工艺制定,开发了具有高强度、高韧性和良好焊接性能的石油套管用钢产品,产品具有成分均匀、氧含量低、晶粒细小的特点,较好地满足了用户的使用要求。

J55石油套管钢生产过程纯净度控制的探讨

文章对J55石油套管钢从精炼开始到轧材整个生产过程中夹杂物的行为进行了研究。采用电镜分析了精炼过程、连铸坯及热轧卷的洁净度的变化。试验结果表明:现有的生产工艺在稳态浇注时钢水的洁净度满足产品质量要求,LF精炼后钢中夹杂物的含量明显降低,钢中没有发现大于20μm的夹杂。

套管钻井钢显微组织与力学性能关系研究

借助TEM、SEM及疲劳试验机等设备,研究了不同显微组织套管钻井钢组织和力学性能之间的关系。试验结果表明:TM钢是由显微硬度显著更高的近完全回火马氏体构成,PF钢则是由显微硬度较低珠光体和铁素体构成,TM钢和PF钢分别具有更高和更低的硬度和强度。PF钢在冲击载荷下主要以解理方式断裂,而FBM钢和TM钢则主要以延性韧窝方式断裂,FBM钢和TM钢的冲击韧性是PF钢的5倍多。不同显微组织决定疲劳裂纹扩展路径和拉伸性能不同,PF钢具有最大的材料常数m值和最小的C值,TM钢则具有最小材料常数m值和最大的C值。

Ⅲ型载荷分量对不同显微组织套管钻井用钢断裂韧性的影响

利用疲劳试验机及SEM研究三种不同显微组织套管钻井钢I/III复合型断裂韧性。结果表明:珠光体-铁素体(PF)钢和铁素体-贝氏体-回火马氏体(FBM)钢的JT均随着III型分量增加先略有增加,然后单调下降,而回火马氏体(TM)钢则呈单调下降趋势,这归因于不同显微组织构成导致不同断口形貌。同时发现,在不同III型载荷分量下,TM钢均具有最大的JT,PF钢均具有最小的JT,FBM钢居中。对于三种钢,JI和JIII之间均具有线性关系,且材料强度越高,线性系数越小,更容易在剪切载荷下发生断裂。

TG22石油套管用热轧钢带研发

TG22石油套管用热轧钢带采用中C和Nb微合金化成分,高洁净度冶炼以及合理的控轧控冷工艺生产,具有良好的综合性能,组织为细小均匀的铁素体和珠光体,晶粒度为12.0级,带状组织小于2.0级,夹杂物各级别总和小于4.0级。钢带尺寸精度高、表面质量和板型良好,制管后成品管综合性能优良,产品的性能满足J55级石油套管使用要求,实现批量销售并成功应用,产品质量获得用户好评。

石油套管用钢的开发生产及裂纹原因分析

山钢股份莱芜分公司在石油套管用钢的开发生产中发现圆钢表面出现裂纹,有的裂纹甚至从表面延伸至芯部。为此,对裂纹样进行化学成分、金相组织、电镜扫描等检测分析。结果表明,是由于连铸圆坯冷却不均导致应力集中产生原始裂纹,裂纹在后续的轧制工艺中暴露并且延伸扩展所致。因此,对连铸圆坯的缓冷工艺进行了优化,杜绝了裂纹的产生。

不同显微组织套管钻井用钢的拉伸性能与疲劳裂纹扩展性能

通过万能试验机、疲劳试验机、扫描电镜等设备研究了三种不同显微组织套管钻井用钢的拉伸性能和疲劳裂纹扩展性能,并建立了不同参数之间的定量关系。结果表明:回火马氏体钢的抗拉强度和屈服强度显著高于珠光体-铁素体钢的和铁素体-贝氏体-回火马氏体钢的;珠光体-铁素体钢的Paris常数m最大、C最小,回火马氏体钢的Paris常数m最小、C最大;对于具有相同或相近成分的钢来说,Paris常数m随着屈服强度的增大而显著减小,Paris常数C随着伸长率的增加而显著减小;不同钢的Paris常数C随着Paris常数m的减小而增大;当通过热处理使得钢的拉伸性能提高到一定程度时,必须通过改变其成分来获得良好的综合性能。

N80级石油套管用38Mn2V管坯钢产品质量分析

青特钢采用LD转炉→LF精炼炉→RH真空脱气→CC连铸→轧制工艺开发生产了N80级石油套管用38Mn2V管坯钢,为保证质量,对38Mn2V圆钢产品进行了检验分析,结果表明,产品尺寸满足标准1组精度要求,氧氮氢含量较低,奥氏体晶粒度9.5级,表面质量较好,化学成分、夹杂物、低倍指标等均满足客户要求。