[发明专利]一种含稀土耐湿H2S腐蚀的T95钢级油井管及其生产方法

说明书

一、所属技术领域：

本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工领域，涉及一种含稀土耐湿H₂S腐蚀T95钢级油井管及其生产方法。 

二、背景技术：

我国油气资源中有一部分存在水和H₂S气体，这对开采油气管道带来严重的腐蚀问题，而且难以预测。湿硫化氢腐蚀主要有应力腐蚀(SSC)和氢致开裂(HIC)两种破坏型式。这两种破坏型式在石油天然气开采行业中均产生过严重的事故，而耐湿H₂S腐蚀与高钢级相互矛盾。为此，国内外相继开发了抗湿H₂S腐蚀的高钢级油井管，这些油井管的应用有效的减轻或防止了湿硫化氢腐蚀对其产生的破坏。 

经检索，中国发明专利“抗硫化氢应力腐蚀油井管及其生产方法”(专利申请号：ZL200510123085.3)，其存在以下问题和缺点： 

1.由于其C元素(重量％≥0.24％)含量相对偏高，这会使油井管的韧性和抗腐蚀性变差； 

2.热处理温度范围太宽(回火温度在500℃以上)，这将导致油井管的力学性能会有较大波动，可操作性不强。 

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种残余应力低、强韧性能匹配高、晶粒细小、耐湿H₂S应力腐蚀性能好的含稀土的T95钢级油井管及其生产方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

将重量百分比90％的高炉铁水与10％的优质废钢作为原料。 

以下述工艺流程进行生产：首先对上述高炉铁水进行预处理，然后与上述优质废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，再将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位 进行精炼，精炼完成后进入VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，并将连铸坯切割成管坯，然后对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔和连轧使其成为连轧管，对轧管进行定径后送入冷床冷却，然后实施锯切，对切好的钢管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者经螺纹加工后即为耐湿H₂S腐蚀的油井管成品。 

其工艺流程简述为：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空处理→圆坯连铸→切割→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→热处理→矫直→探伤→螺纹加工。 

连铸圆管坯的生产过程如下所述： 

1、将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。 

2、将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入(重量百分比)10％优质废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块。 

3、在LF炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹Ar，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作。 

4、LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按预定加入量喂入稀土丝。 

5、进行VD真空处理：真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟。 

6、喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟吹Ar；将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，火焰切割为圆管坯。 

对管坯进行化学成分化验，管坯的化学成分应符合下述要求(重量百分比％)：C0.15-0.20；Si 0.10-0.30；Mn 0.80-1.10；P≤0.015；S≤0.005；Cr 0.90-1.20；Mo 0.30-0.50；V 0.05-0.10；Ti 0.01-0.03；Al 0.01-0.04；稀土元素RE 0.0005-0.0100；Cu＜0.10；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。 

所述稀土元素RE为Ce、La的混合稀土金属，它们的重量百分比分别为：Ce 67％、La 33％。 

加入稀土元素能够起到改善非金属夹杂物形态、强化晶界等作用，从而取得提高耐腐蚀性能和冲击韧性的效果。 

将成分化验合格及硫印不大于2.0级的连铸圆管坯进行制管，制管过程如下： 

将管坯放入加热炉进行加热，连续检查并控制好加热炉预热段、加热段、均热段等各段的温度，各段温度的控制范围见表1； 

表1环形加热炉各段温度控制(℃) 

用微机对加热炉各段温度进行自动控制并自动记录。