[发明专利]复相结构抗粘扣高频电阻焊石油套管用带钢及生产工艺

说明书

技术领域：

本发明属于高强度低合金控轧控冷钢的技术领域，具体为一种具有(AF+M)新型复相结构的抗粘扣高频电阻焊石油套管用带钢及其生产工艺，主要用于提高ERW(高频电阻焊)石油套管用带钢的抗粘扣性能。

背景技术：

粘扣是ERW石油套管连接部位在加工检验和使用中最常见的损伤失效形式，国内的统计数据表明其占套管失效事故的86％，往往给油田和制造厂家带来非常严重的经济损失。因此，如何提高ERW石油套管的抗粘扣能力一直以来都是相关科研工作者研究的一个重点。

目前对于套管螺纹的粘扣机理主要有两种观点。一是摩擦磨损观点，也就是认为粘着磨损、磨粒磨损是引起油套管螺纹失效的根本原因。这一观点认为油套管在上卸扣过程中，局部接触点由于严重的塑性变形而产生冷焊现象，这些冷焊点在不断地被剪切后又重新形成，并发生材料的转移，从而出现螺纹的粘着磨损；同时螺纹在旋进过程中颗粒状杂物对摩擦表面起切削和犁刨作用，引起表面上的材料脱落而形成摩粒磨损。另一种是接触应力观点，认为接触应力过大是引起螺纹粘扣的原因。油套管在上卸扣过程中，上扣扭矩和几何约束过盈的联合作用使得螺纹接触界面的摩擦力增大，产生宏观粘扣现象。

分析管螺纹的粘扣机理可以看出，螺纹本身材质的力学性能会影响到材料的抗粘扣性能，主要影响因素包括材料的强度和硬度以及加工硬化指数。在保证一定韧性的条件下，材料的强度以及加工硬化指数越大，则材料的抗变形能力越强，粘扣就越不容易发生。材料的硬度越高，则摩擦系数和摩擦力越小，越不易发生粘扣。

目前，广泛应用的N80级ERW石油套管用带钢是采用传统的TMCP(热机械加工)工艺生产的，一般分为控轧阶段、匀速冷却阶段以及卷屈阶段。这种生产工艺只能形成单一的AF(针状铁素体)组织或者高温转变混合组织(F+P+AF，先共析铁素体+珠光体+针状铁素体)。传统的N80级ERW石油套管用带钢化学成分范围、TMCP工艺参数和主要力学性能参数如表1、表2和表3所示。

表1为N80级ERW石油套管用带钢的化学成分范围

 

CMnCuNiMoNbVTiSiSPFe0.04～0.08130～1.700200.10～0300.220.04～0.06<0.10.01～0.02≤0.2≤0.0050≤0.0150Bal.