[发明专利]一种高合金耐腐蚀油套管材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高合金耐腐蚀油套管材料及其制备方法，所述油套管材料的成分重量百分比为：0.18％≤C≤0.22％、0.25％≤Si≤0.40％、0.4％≤Mn≤0.6％、12.2％≤Cr≤13.2％、0.06％≤V≤0.12％、0.03％≤N≤0.05％、H≤0.0002％、T.O≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明通过经济型的化学成分设计和关键制备工艺参数的控制，得到的高合金耐腐蚀油套管材料具有良好的耐CO₂腐蚀和抗硫化物应力腐蚀性能，并且极大地简化了传统制备高合金耐腐蚀油套管材料的工艺流程，大幅度地降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及油套管材料制造技术领域，尤其涉及一种高合金耐腐蚀油套管材料及其制备方法。

背景技术

据国际权威机构预测，从2000-2030年，世界石油的需求量年均增长1.6％，2030年将达到57.69亿吨；天然气的需求量年均增长2.4％，2030年将达到42.03亿吨油当量。随着石油和天然气需求量的快速增长，我国油气田钻采正向西南部和海上转移，许多油田的油气都是含有二氧化碳和硫化氢腐蚀介质共存的重度腐蚀油气，如川东地区的油气田中，油气中的H₂S含量达15％-18％，CO₂含量高达10％。目前腐蚀问题是制约我国石油工业安全、稳定、高效化生产和储运的主要障碍。我国石油与石化行业由于腐蚀造成的损失约占石油工业产值的6％左右，由于腐蚀造成的油气管失效的比例可达70％。油气开采与储运过程中因腐蚀导致的原油、天然气的泄露还会造成环境污染，大规模的泄露还会导致产生非常严重的灾难性后果。

API-13Cr马氏体不锈钢(API 5CT L80-13Cr)管被美国石油学会列为适用于湿性二氧化碳环境下使用的代表性油井管，其具有比较优良的耐二氧化碳腐蚀性能。然而，API-13Cr不锈钢管在温度高于100℃或CO₂含量比较高时，其耐腐蚀性会急剧下降，并且不具有抗硫化物应力腐蚀能力。超级13Cr马氏体不锈钢是在传统的API-13Cr不锈钢的基础上通过大幅度降低C含量，并添加Ni、Mo和Cu等合金元素而开发的改良型13Cr不锈钢。相对于传统API-13Cr不锈钢，超级13Cr不锈钢中含碳量更低，合金元素含量更高，并增加了适量的Ni和Mo等元素，因此耐CO₂、H₂S和Cl^-的腐蚀性能更好，可以在更加恶劣的油气井环境中应用。但是，超级13Cr不锈钢的合金含量高、成本高、制备难度较大。因此，研发一种制造工艺简单、生产成本低，抗CO₂腐蚀性能优异同时具有较好的抗硫化物应力腐蚀的高合金耐腐蚀油套管材料对于含腐蚀性气体的油气田的开发具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有产品存在的问题，本发明提供一种经济型的高合金耐腐蚀油套管材料及其制备方法，并且同时具有优良的抗CO₂腐蚀和抗硫化物应力腐蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的技术方案是：

一种高合金耐腐蚀油套管材料，其成分重量百分比为：0.18％≤C≤0.22％、0.25％≤Si≤0.40％、0.4％≤Mn≤0.6％、12.2％≤Cr≤13.2％、0.06％≤V≤0.12％、0.03％≤N≤0.05％、H≤0.0002％、T.O≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。