[发明专利]一种95钢级超级13Cr无缝钢管及生产方法

说明书

本发明涉及一种95钢级超级13Cr无缝钢管及生产方法，用钢的成分按质量百分比为：Cr 11.5～13.5、Ni4.5～5.5、Mo：1.5～2.5、Ti：0.01～0.50、C：≤0.03，余为Fe和不可避免杂质元素。无缝钢管的外圆直径为φ100～φ325mm，壁厚为6mm～30mm。生产方法为：⑴坯料冶炼，⑵坯料退火，⑶坯料加工，⑷扩孔+挤压成型和⑸调质处理，得到拉伸性能稳定的95钢级的超级13Cr钢管。本发明采用铸坯+热挤压成型+空冷或风冷热处理的方式生产无缝钢管，改善了无缝钢管的拉伸稳定性和抗腐蚀性能，适用于含有二氧化碳及硫化氢的油气田开采。

技术领域

本发明属于工业制造生产领域，涉及一种95钢级超级13Cr无缝钢管及生 产方法。

背景技术

随着深层含CO₂油气层的开发，具有超低碳、多元合金化和微合金化设计、 经特殊工艺制备的超级13Cr马氏体不锈钢油套管，凭借其高强度、低温韧性及 改进的抗腐蚀性能等优点，成功解决了井下油套管的CO₂(微/低含H₂S)腐蚀问题。 据统计，在一些高温高压含CO₂油气田，目前在所有油管的使用数量上，超级13Cr 油套管已经超过20％，并有逐年增加的趋势。在目前超级13Cr的应用中，应用 最为广泛的是超级13Cr钢级为110钢级，近几年，因井下腐蚀环境的不断恶化， 具有强度略低、抗腐蚀能力较高的95钢级的无缝管需求量逐渐增加。

95钢级的超级13Cr多见于资料中，但国内未见实际生产供货，而实际在研 发中发现超级13Cr要想获得稳定性能的95钢级难度非常大，采用常规的成分 和热处理工艺，屈服强度稳定性极差，成材率极低，生产很难达到批量供货。 我公司通过对冶炼成分的控制及热处理工艺大量的试验和现场批量试制，成功 攻克工艺难关，得到拉伸性能稳定的95钢级超级13Cr无缝管。

发明内容

本发明的目的是提供一种95钢级超级13Cr无缝钢管，改善无缝钢管的拉 伸稳定性和抗腐蚀性能，用于含有二氧化碳及含少量硫化氢的油气田开采。本 发明的另一目的是提供一种95钢级超级13Cr无缝钢管的生产方法。

本发明的技术方案是：95钢级超级13Cr无缝钢管，用钢的成分按质量百分 比为：Cr 11.5～13.5、Ni4.5～5.5、Mo：1.5～2.5、Ti：0.01～0.50、C：≤ 0.03、Si：≤0.50、Mn：≤0.50、P：≤0.020、S：≤0.005、V：≤0.5、Cu： ≤0.25、N：0.008～0.020，其余为Fe和不可避免杂质元素。

无缝钢管的外圆直径为φ100～φ325mm，壁厚为6mm～30mm。无缝钢管的性 能为：抗拉强度≥724MPa，Rp0.2屈服强度655～724MPa，伸长率≥16％，硬度 ≤28HRC，-10℃横向夏比V型缺口冲击值≥41J。

本发明95钢级超级13Cr无缝钢管的生产方法，包括以下步骤：

⑴料冶炼：通过电炉冶炼+连铸工艺或模铸工艺生产超级13Cr铸坯或锻坯；

⑵坯料退火：对步骤⑴得到的坯料进行退火，降低其硬度；

⑶坯料加工：将步骤⑵得到的坯料外圆单边加工5～15mm，中心孔加工直径 30～80mm，去除表面氧化皮、中心疏松和裂纹；

⑷扩孔+挤压成型：将加工后的铸坯用电磁感应炉均匀加热到1150℃～ 1220℃，通过扩孔+挤压的方式热挤压成型得到成品尺寸钢管；

⑸调质处理：将钢管均匀加热到940℃～1020℃，出炉空冷或风冷，待钢管 温度冷却至低于40℃，再入炉加热到640℃～680℃进行回火处理，得到拉伸性 能稳定的95钢级的超级13Cr钢管。