石油套管N80的生产工艺设定
N80石油管的热处理工艺
N80石油管的热处理工艺沙庆云(鞍钢技术中心)摘要 介绍了国内外N80石油管的热处理工艺的开发现状和采用的钢种以及今后的发展方向。
关键词 石油管 热处理工艺T he H eat2treatm en t T echno logy of N80O ilW ell P i p eSha Qi ngyun(A ISC T echno logy Cen ter)Abstract T he developm en t statu s of heat2treatm en t techno logy of N80o il w ell p i pe at hom e and ab road and app lied steel grade and developm en t trend in the fu tu re are in troduced.Key W ords o il w ell p i pe heat2treatm en t techno logy1 前言钢的控制轧制、控制冷却、微合金化和在线热处理工艺等技术已广泛应用于板、带钢及棒、线材的生产,而在石油管的生产中,由于受设备和金属变形多样性和复杂性的影响,上述技术的应用相对缓慢,目前提高石油管强度和韧性主要通过热处理的方法实现。
随着石油工业的发展,对N80石油管的需求量日益增加,而对其力学性能的要求也不断提高。
1992年的A P I5CT标准中增加了冲击功要求,且规定N80钢的热处理方法为正火、正火-回火、淬火-回火三者中任意一沙庆云 工程师 鞍钢技术中心钢研所钢材室 邮编 114001种,而目前根据这三种制度开发的具体工艺多种多样,但总的来说,可分为两大类:第一类是离线热处理,包括正火、正火-回火、淬火-回火(调质)、感应热处理等;第二类是形变热处理,包括直接淬火-回火、余热淬火、高温形变贝氏体化处理、复合形变热处理、在线常化工艺等。
2 离线热处理2.1 正火早期的A P I标准由于未对冲击韧性有要求,最初采用正火处理工艺生产的N80石油管,所用钢种为中碳钢和中碳低合金钢。
经济型n80油管热处理工艺研究
经济型n80油管热处理工艺研究近年来，随着全球石油供应紧张，钢管热处理技术发展迅速，热处理成为制造各种钢管及其应用产品的重要环节之一。
N80钢管是一种常用的石油钢管，具有良好的耐焊性能和高的刚度，适用于内流及浅层油田的石油探井等项目，具有广泛的应用前景。
然而，虽然N80钢管具有良好的耐焊性能，但其表面缺乏良好的外观和耐腐蚀性。
为此，钢管表面热处理工艺研究变得越来越重要。
N80钢管表面热处理技术是一项有效、经济、安全的技术。
为了提高N80钢管表面的质量和性能，同时减少成本，探讨经济型N80钢管表面热处理技术具有十分重要的意义。
本文综述了经济型N80钢管表面热处理技术的发展背景、热处理工艺及性能。
经济型N80钢管表面热处理主要指将原始钢管材料或钢管构件经过热处理，使其具有良好的表面外观、耐腐蚀性和抗拉伸性能。
经济型N80钢管表面热处理技术的实施步骤主要包括：钢管加热、表面定形、表面优化等过程。
钢管加热是经济型热处理的关键环节，一般采用电炉或熔渣加热的方式，或者用热风炉将钢管加热，以确保加热温度的准确性和平均性。
在加热过程中，钢管外壁的初热度及时间是重要的热处理参数，其对加热效果造成重大影响。
表面定形是经济型N80钢管表面热处理过程中的重要环节，主要包括：表面均匀化、外观改善、力学性能改善、冷却稳定化、晶粒尺寸增大及调整等，其中表面均化是最重要的。
在表面定形过程中，可以通过精心设计表面定形工艺，使钢管表面光滑匀称，表面平整度优于80米。
表面优化是经济型N80钢管表面热处理技术的核心环节，主要包括钢管表面硬度及耐腐蚀性调整等技术领域。
其中，硬度调整最为复杂，一般采用等离子表面强化技术。
此外，还可以采用贴附层等方式来使钢管表面具有良好的耐腐蚀性。
经济型N80钢管表面热处理技术已被广泛应用于各种钢管及其应用产品的制造，如油管、汽油管、液压管、燃气管等。
其主要优势是减少了生产成本，提高了N80钢管表面硬度及耐腐蚀性。
包钢N80Q钢级石油套管的开发和生产
Ａ ｓ ａｔＡ ｃｒｉ ｅｅｓ ｇｓｒｃ ｏｄｔｎ， ｓ ｎ ｒ ｄｔ ｐ ｄｃ ｉ ｇ ｄ ｉｃｓ ｇ ｎ ｌ ｒ ｅｒ ｉｇ ｂｔ ｃ： ｃｏｄ ｇｔ ｔ ａｉ ｅ ｉ ｃｎｉｏｓｉｉ ｅｆ ｃ ｒ ｕｅｈ出 ｒ ｅｏ ａ ｎ ． 出 ｅ ａ ｈ ｒ ｎ ｏｈ ｎ ｖｅ ｉ ｔ ｏｅ ｏ ｏ ａ ｌ ｉ ｓ ｃｎ
维普资讯
第３ ３卷 第 １ 期
２Ｏ Ｏ ７年 ２月
包 钢 科 技 Ｓｉ ｃ ｃ ｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｆ ａ ｔ ｔ ｌ Ｇ ｏｐ ｏ ｏａ ｏ ｅ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｏ ｕＳ ｅ （ ｒ ）Ｃ ｒ ｒ ｎ ｏ ｙ Ｂ ｏ ｅ ｕ ｐ ｔ ｉ
套 管在 井 中受 到 的 拉 力或 压 力 也 就 越 大 ， 管 的 寿 套
命决定 了油 井 的 寿命 。深井 、 杂 结构 井 等 高 难 度 复 工艺 井对 石油套 管 的性能 提 出了新 的 、 更高 的要求 。 包 钢根据 市 场 需求 ， 织 了 Ｎ ０ 组 ８ Ｑ钢级 套 管 的研 制 和开 发 ， 过 钢种 、 艺 的设 计 及 成 品 的 开 发 和 生 经 工 产 ， 品 的性能 、 寸完 全 满 足 用 户 的要 求 ， 项 性 产 尺 各 能指 标均 符合 《 管 和 油 管 规 范 ） Ｐ Ｐ Ｃ ５ Ｔ 第 套 ） Ｉ Ｅ Ｃ （ Ａ Ｓ 八版） 的要求 … 。
ｍｅ ｔ ｈ ｅｓ ｔｅ ＡＰＩｓａ ａｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅ ’ ｅ ｕｉｅ ｎ ． ｔｎｄ ｒ ｎ ｓ ｒ ｓｒ ｑ ｒ ｍｅ ｔ ｈ
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ Ｎ ０ ．ｌ ｃｓ ｇ ｓ ｅ ｋｎ ｅｉ ；ｅ ｔｒａ ｅ ｔ ｅｈ ｏ ｇ ｅ ｏ ｄ ： ８ Ｑ ｏ ｅ ａ ｎ ；ｔ ｌ ｉｄｄ ｓ ｎ ｈａ ｅｔ ｎ ｔ ｎ ｌ ｙ ￣ ｉ ｅ ｇ ｔ ｍ ｃ ｏ
N80级石油套管在线形变热处理工艺
从前面的实验和分析可知，冷却速度直接 影响中间冷却过程的组织转变类型和相变温 度．在生产工艺布置确定的条件下，中间冷却速 度快，钢管会形成贝氏体组织，降低相变终止温 度，因此必须降低人炉温度，延长生产节奏．为 保证相变能在较高的温度完成，提高人炉温度 必须适当降低冷却速度． ２．５钢管的力学性能
万方数据
粒尺寸产生直接影响，再加热前奥氏体的分解 程度越高，再加热后的奥氏体晶粒越细小．
入炉温度在４００和８５０℃时，再加热后奥氏 体晶粒均匀．中间冷却后在５５０℃入炉，加热温 度在９２０和９５０℃时，加热后奥氏体有混晶现 象，表明在奥氏体部分分解的温度区间内终止 冷却，再加热后会导致混晶．
采用４２Ｍ１１２Ｖ生产ｍ１７７．８ｍｍ×８．０５ｍｍ钢 管，在线形变热处理人炉温度对钢管纵向冲击 功的影响如图２所示．人炉温度在６５０℃以上
在线形变热处理的模拟步骤及工艺参数如 下：（ａ）先将试样加热到１１５０屯保温５～１０ｍｉｌｌ；（ｂ） 模拟毛管连轧，在１１０００Ｃ实施１道次４５％的变
收稿日期２００１＿０９＿２１
余伟男，”岁，讲师，硕士
形；（ｃ）模拟轧管后、再加热前的冷却，分别将试 样冷却到８５０，５５０和４００℃；（ｄ）模拟再加热，将 试样加热到９２０或９５０℃保温５ ｍｉｌｌ；（ｅ）模拟定 径，降温至８８０或９２０℃，施加１５％总变形；（ｆ）试 样变形后淬火，分析其组织．、
在生产条件下，４０Ｍ１１２Ｖ毛坯管进行中间冷 床上冷却至４７５０００℃，再加热至９２０ ６ｃ后定径 的在线形变热处理工艺实验，生产成品尺寸为 ｍ１７７．８ｍｍ×８．０５ｍｍ钢管，取样观察组织，测试 力学性能．另外，采用连轧后直接人加热炉均 热、定径的工艺生产Ｎ８０级套管，并与在线形变 热处理工艺进行对比．
《2024年含Nb非调质油井管N80-1合金成分和轧管工艺的优化研究》范文
《含Nb非调质油井管N80-1合金成分和轧管工艺的优化研究》篇一一、引言随着石油工业的不断发展，对油井管材料的要求越来越高。
含Nb非调质油井管N80-1作为一种重要的石油开采材料，其合金成分和轧管工艺的优化对于提高油井管的使用性能和延长其使用寿命具有重要意义。
本文旨在研究N80-1合金的成分优化及其轧管工艺的改进，以提升其在实际应用中的性能。
二、N80-1合金的成分优化1. 原始成分分析N80-1合金主要包含Nb（铌）、Cr（铬）、Mo（钼）等主要元素。
这些元素的添加可以有效提高材料的抗腐蚀性、抗疲劳性及力学性能。
2. 优化目标设定在保证材料综合性能的基础上，对N80-1合金进行成分优化，主要包括Nb、Cr、Mo等元素的合理调整，旨在提高材料的抗硫腐蚀性、强度和韧性。
3. 成分优化方法通过对现有材料成分的分析和文献研究，采用数值模拟方法和实际生产验证相结合的方法进行优化设计。
重点研究Nb元素的最佳添加比例以及与Cr、Mo元素的协同效应。
4. 实验与结果经过多轮次的实验和调整，发现当Nb的含量在特定范围内时，可以显著提高材料的抗硫腐蚀性和强度。
同时，适当的Cr和Mo的含量对于提高材料的韧性也有着重要作用。
三、轧管工艺的优化1. 轧管工艺现状分析当前轧管工艺主要包括热轧和冷轧两种方式。
热轧工艺能够提高材料的塑性，而冷轧工艺则能提高材料的强度和硬度。
针对N80-1合金的特点，需要选择合适的轧管工艺。
2. 轧制温度与速度的优化通过实验研究不同轧制温度和速度对材料性能的影响，寻找最佳的轧制参数范围。
同时，考虑材料在轧制过程中的组织变化和力学性能变化，以确定最佳的轧制条件。
3. 轧管过程中的质量控制在轧制过程中，需要严格控制材料的质量，包括表面质量、尺寸精度以及材料的力学性能等。
采用先进的质量检测设备和检测方法，确保每一步的生产都符合要求。
四、实验验证与性能评估经过上述成分和工艺的优化后，我们通过一系列的实验验证了优化后的N80-1合金的性能。
经济型n80油管热处理工艺研究
经济型n80油管热处理工艺研究近年来，随着石油工业的发展，油管产品的使用更加广泛，然而，冷原材料的热处理技术仍然存在一定的困难。
针对难以解决的问题，许多人已经开始聚焦N80油管热处理工艺的研究。
本文详细介绍了N80油管热处理过程，特别是在经济型N80油管热处理工艺方面做出了重要贡献。
N80油管是一种钢管，其材料呈晶状可以容纳有限的气体和油，以及其他介质。
N80油管的热处理可以改善其性能和结构，使其具有良好的力学性能，耐腐蚀性和抗渗性能，这是获得高品质产品的关键。
一般情况下，N80油管的热处理工艺包括正火、调质、回火、等温水冷却和淬火等。
正火是热处理后的第一步，其目的是使N80油管的组织析出物彻底析出，使材料中的合金元素完全溶解，使得结晶结构更为均匀，以达到材料组织的稳定和有利的性能。
其次，必须控制正火的温度和时间，以免失控，造成烧焦、缩小等缺陷，而且，正火温度过高也会导致材料发生非正常组织构建。
经过正火处理后，N80油管必须经过调质处理，以改善其机械性能。
调质处理是通过N80油管在不同温度下与组元进行反应，使材料的屈服强度增加，从而改善材料的机械性能。
然而，在调质处理过程中，需要注意，如果调质时间过长，则会造成材料过硬，导致变形。
接下来是回火，回火的主要作用是消除正火前的应力，以恢复材料的组织结构，以及使材料的组织结构更加均匀。
回火的温度取决于材料的种类和原材料的物理性质。
需要注意的是，回火的温度过低，可能会使材料发生脆性；而回火过热，则会造成材料组织的破坏。
接下来是等温水冷却，它是指材料在等温水中冷却，以减少材料中应力，延长产品的使用寿命。
其特点是温度稳定，水温低，且冷却速率也较低，可减少材料组织发生变形的几率。
最后是淬火，淬火是指让N80油管在热处理工艺过程中最后一步。
它的主要目的是改善材料的硬度和强度，使其具有更强的耐磨性，耐腐蚀性和抗渗性。
但同时，也需要注意，若淬火温度设置过高，则可能会导致材料组织的破坏，使材料变脆。
大直径非调质N80钢级石油套管的研制与开发
的平均值 ，试 样尺 寸 ７ ． ｍｍｘ０ｍ ｘ ５ｍｍ） ５ ｌ ｉ ５ ｎ ．ｅ：
１９ ４Ａ Ｖ 。％）Ａ 为试 样 截 面积 ， 为规 定 的 ４ Ｕ。（ （
量 时 ，会 促进 钢 的 Ａ Ｂ相 变 发生 ，这 样也 会 降低 —
Ｐ Ｆ类 非 调质 钢 管 的韧 性 ，因此要 选择 适 当的 Ｍｎ ＋
有 定 径 前 再 加 热 炉 ，生 产 的 产 品 最 大 外 径 可 达
尹人 洁（９ ２ ） １ ６ 一 ，女 ，高级工程师 ，产品开发和轧管工艺研究 。
ＳＴＥＥ Ｐ Ｏｃ． ０ ８，Ｖｏ． ７，Ｎｏ ５ Ｌ ＰＩ Ｅ ｔ２ ０ １３ ．
３ ６
摘
要 ：针对传统 的非调质钢管韧性较差 的问题 ，采用在 中碳锰 钢中添加微合金化元素 ，并通过控轧控冷等
工艺手段 ，实现析 出强化和细化 晶粒 ，从而提高钢管 的强度 和韧性 ， 使其 接近或达到调质钢管的性能水平 ，以满
足大直径非调质石油套管高强度与冲击韧性相 匹配 的要求 。 关键词 ：无缝 钢管 ；石油套管 ；Ｎ ０钢级 ；非调质钢管 ；微合金化 ；控轧控 冷 ８
一一 一 ～洲 ｄ 蚰“ 一． ．～ －一 薹 一一 唱
０ 引 言
近年 来 ．我 国石 油工 业发 展迅 速 ，石油套 管 的
市 场需求 逐年增 多 。随着 钻井 深度 越来 越深 ．钻 井 工 况 日趋 复 杂 ，对 油井 管 钢 级 的 要 求 必 然 越 来 越
高 ，原 来 Ｊ ５ ５ 、Ｋ５ ５钢 级 套 管 逐 步 被 Ｎ ０钢 级 取 ８
代 。Ｎ８ 级石 油套 管 用量 约 占套 管 总量 的 ５ ％。 ０钢 ０
但是 ，添加 的微合金化元素 ，对钢管强度虽有所提 高，对冲击韧性却未有明显改善 ，因此这些钢种并 不 能很 好地 满足 大直 径非 调质 石油套 管对 高 强度 与 冲击韧性相匹配的要求。 为 此 ，本 文 描 述 了针 对 大 直 径 非 调 质 Ｎ８ ０钢 级 石 油 套 管 ．采 用 在 中碳 锰 钢 中 添加 微 合 金 化 元 素 ，并通 过 控轧控 冷 的工艺 手段 ，实 现析 出强 化 和
采用控轧工艺生产N80 1类钢级石油套管
6试验£研究采用控轧工艺生产N801类钢级石油套管张然（天津钢管集团股份有限公司，天津300301）摘要：介绍了N801类钢级石油套管的生产过程：以Mn-V中碳钢为基础，优化设计材料成分；采用电炉冶炼+精炼+真空脱气+连铸工艺生产连铸圆管坯；控制环形炉加热温度1250-1280七；控制坯料除鳞高压水压力13-20MPa;采用控轧工艺在奥氏体再结晶区及未再结晶区“高温大变形”轧制。
检验结果表明：采用控轧工艺生产的N801类钢级套管的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、冲击功均符合API Spec5CT-2011标准对N801类钢级的要求。
关键词：石油套管；N801类；控轧工艺；再结晶；变形量；4,3中图分类号：TG335.71;TE93L.2文献标志码：B文章编号：1001-2311（2019）04-0006-04Application of Con t rolled Rolling in Manu f actureof N80Class1Steel Grade Oil CasingZHANG Ran(Tianjin Pipe(Group)Corporation,Tianjin300301,China)Abstract：Introduced in the article is the manufacturing process of N80class1steel grade oil casing concerning the following aspects:optimizing the material composition design basing on Mn-V medium carbon steel;adopting an EF sm-elting+refining+VD+continuous casting process for CC round billet;controlling the RHF heating temperature to be1250-1280弋；controlling the billet descaling water pressure to be13-20MPa;realizing"high temperature big deformation n rolling at the austenitic recrystallization area as well as the non-recrystallization area by adopting a controlled rolling process.The testing results show that the N80class1steel grade oil casing made by the controlled rolling process is in compliance with the requirements of API Spec5CT—2011for N80class1steel grade in terms of yield strength,tensile strength,elongation after fracture and impact energy.Key words:oil casing;N80class1;controlled rolling;recrystallization;deformation amount;A riN801类石油套管属于高强度套管，制造方法为无缝工艺或电焊工艺，热处理方式由制造厂选择进行全长正火或正火+回火热处理:T。
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石油套管N80的生产工艺设定N80级石油管是我国目前油井管中使用量最大的品种, 占各类油井管总产量的40% 以上。
针对N80级非调质钢的使用要求及性能特点, 对36Mn2V调质钢的生产工艺过程进行了研究和制定。
(1)表1为36Mn2V调质钢的工艺参数
(2)N80 油管表面出现的典型缺陷有鱼鳞外折、夹渣性大外折和渣坑。
有必要进行生产工艺优化以提高产品质量。
(3) N80 油管采用Φ89 mm 半浮芯棒连轧管机组轧制,管坯使用36Mn2V 水平连铸圆管坯。
（4）N80石油套管是高强度高韧性无缝钢管, 国际上通常采用的方法有: 调质处理(含轧后直接淬火+回火处理)、常化、常化+ 回火以及轧制后回火。
36Mn2V 是生产N80 级石油套管的专用钢种，属微合金化非调质钢。
该钢适宜于采用控温、控冷和控制变形量等方法加工，钢管勿需调质即可达到要求的性能，由此简化了生产工艺，降低了钢管制造成本。
冶炼—连铸—轧制过程控制
1 配料要求
由于36Mn2V 油井管对非金属夹杂物、气体含量等要求较严格，同时从化学成分要求看，S、P 含量要求较低；因此要求入炉原材物料和浇注系统干燥、洁净、烘烤良好，入炉钢铁料要求含S、P量低。
根据上述要求，制定配料结构为：45%～60％铁水＋生铁、40%～55％优质废钢（含磷较低）、渣料（石灰）150 kg/炉。
2 电炉工艺控制
电炉控制的重点是氧化前期做好去P 操作。
造好泡沫渣，氧化终点碳＞0.10%，出钢时用硅锰合金进行预脱氧，在出钢至1/3 时随钢流一次加足Al块。
应该选用低磷合金、中锰合金进行合金化操作。
3 精炼工艺控制
由于电炉过程控制较好，精炼炉到位炉渣流动性良好，精炼过程深脱氧变渣较快，通过含量调整炉渣状况，炉渣碱度平均为3.5，Σ（FeO）≤0.5%，白渣保持时间在30 min 以上，脱氧充分，熔炼成分控制理想，见表2。
其他残余元素Zn、Pb、Sb、Cu、As、Sn、Bi 等的含量均≤0.006％。
LF 出钢前进行喂Ca-Si 线操作，出钢后进行VD 真空处理，真空度（＜67 Pa）保持时间＞15 min，破空。
后软吹氩时间不少于10 min，进一步去除钢中气体、夹杂物。
4 连铸工艺控制
连铸过程采用全程保护、低过热度浇注，中间包高液面和恒拉速操作，减少了钢中夹杂物含量。
中间包过热度均控制在25 ℃以内，
拉速稳定在0.65m/min；采用优质保护渣和结晶器电磁搅拌技术，有利于提高铸坯的实物质量，防止各种表面和低倍组织缺陷的产生。
由于N80 含有V、N 等裂纹敏感元素，造成高温脆性区间扩大，铸坯极易出现裂纹。
若铸机二冷水控制不当，会造成在高温区间热应力分布不均，或矫直温度处于脆性温度区间，而使铸坯表面产生裂
纹。
N80 油井管钢在750～920 ℃出现第三脆性温度区间。
为此二冷采用弱冷，确保矫直温度＞920 ℃，防止出现应力裂纹。
5 轧制工艺控制
为使N80 级36Mn2V 油井管坯钢的热轧钢管性能满足API 规范要求，热轧管坯钢必须做好组织上的准备。
故规定连铸坯加热均匀，开轧温度控制在1150～1220 ℃，轧制节奏控制良好，终轧温度在920～950 ℃。
结论：
36Mn2V油井管生产工艺流程：管坯入厂理化检验→酸洗→定尺剪断→检查修磨→加热→穿孔→酸洗→检查清理→退火→磷化皂化→冷拔→矫直→无损探伤→自动化涂漆→打捆包装→入库。