[发明专利]耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金及其管材制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油管制造技术领域，具体涉及一种耐氯离子腐蚀型铝合金油 管用铝合金及其管材制造方法。

背景技术

随着石油工业的发展，对具有高比强度、塑韧性好、耐腐蚀、耐疲劳等性 能的生产管柱的需求越来越强烈。铝合金油管具备上述特性且以其优良的性价 比，其研究受到世界各国的广泛重视。

目前做为油气资源生产管柱普遍使用的耐蚀合金油管如镍基合金油管、铁 镍基合金油管、双相不锈钢油管、马氏体不锈钢油管等多采用Ni、Mo、Cr等贵 金属元素高合金化设计，成本较高，比强度低，工艺复杂，加工难度大，加工 性能要求较高，成材率低，供货周期长，完井管柱耐硫化氢应力腐蚀性能低。

采用铝合金管材生产的铝合金油管，可简化生产工艺、降低加工难度、显 著提高管材成材率、大幅度降低生产成本和供货周期。此外，采用铝合金油管 可显著减轻完井管柱重量、大幅度降低不同深度完井管柱的应力集中、提高管 柱服役寿命及安全性。

但是，随油气资源勘探开发的不断深入，生产管柱的腐蚀环境越发恶劣， 特别是铝合金油管需要面对更高的Cl^-腐蚀环境，传统铝合金油管用材料在满足 强度要求的同时难以满足耐Cl^-腐蚀性能要求。开发具有高强度且耐Cl^-腐蚀的铝 合金油管用铝合金及其制造方法具有重要的科学价值和应用推广前景。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种工艺简单，成本低廉，比强 度高，耐氯离子腐蚀性能好的铝合金油管用铝合金及其管材制造方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金，以重量百分比计，包括Zn： 6.90～7.49％，Mg：2.10～2.30％，Cu：0.05～0.10％，Mn：0.10～0.30％，Cr： 0.10～0.30％，Ti：0.01～0.02％，Zr：0.15～0.2％，Sc：0.05～0.1，其余为Al 和杂质。

优选的，杂质中Si含量不大于铝合金总重量的0.10％，Fe含量不大于铝合 金总重量的0.10％。

一种制造耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金管材的方法，包括如下工艺 步骤：

1)以重量百分比计，将Zn：6.90～7.49％，Mg：2.10～2.30％，Cu：0.05～ 0.10％，Mn：0.10～0.30％，Cr：0.10～0.30％，Ti：0.01～0.02％，Zr：0.15～0.2％， Sc：0.05～0.1，余量为Al和杂质，进行冶炼和炉外精炼后铸造制得空心锭坯；

2)将空心锭坯加热进行两级均匀化处理；

3)将两级均匀化处理后的空心锭坯在高温下经进行挤压；

4)将挤压后的管坯进行双级固溶处理并淬火冷却；

5)将淬火冷却后的管坯进行管材的预拉伸变形；

6)将预拉伸变形后的管材进行人工时效处理，得到耐氯离子腐蚀型铝合金 油管用铝合金管材。

优选的，按重量百分比计，根据的杂质中Si不大于铝合金总重量0.10％和 Fe不大于铝合金总重量0.10％的要求，对Al按纯度进行选择备料。

优选的，步骤2)所述两级均匀化处理时，先将锭坯加热到380～385℃并 保温12h进行第一级均匀化；然后加热至465～470℃并保温24h进行第二级均 匀化。

优选的，步骤3)所述进行挤压时，锭坯的温度为415～425℃，挤压比大 于18，挤压速度为3～5mm/s。

优选的，步骤4)所述双级固溶处理时，先加热到445～450℃并保温2h进 行第一级固溶处理；然后再加热至460～470℃并保温1h进行第二级固溶处理。

优选的，步骤5)所述预拉伸变形的预拉伸变形量为2.0～3.0％。

优选的，步骤6)所述人工时效处理时，加热至110～120℃并保温72h进 行低温长时间人工时效。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：