提高P110石油套管的質量采取的新型淬火工藝
石油套管是一種用于支撐油、氣井壁的大口徑鋼管,是石油井的生命線。由于石油套管自重、泥漿浮力和使用過程中的摩擦阻力等復雜載荷的綜合作用,工作條件苛刻,因此高品位鋼質石油套管需要獲得優(yōu)良的強韌性和沖擊韌性的良好匹配。
為降低產品成本,提高P110石油套管的市場競爭力,石油套管近幾年采用了25 MNV套管鋼,并通過溫度熱調節(jié),具有良好的線束和粘接性能。但是,由于下馬身低于點區(qū)域的冷卻速率較大,水冷夾套管可產生較大的淬火內力,容易引起淬火的裂紋,廢品產率高達10%。熱處理套筒已不能滿足設計的要求,嚴 重影響了生產進程 ,如何提高P110石油套管的質量成為一個困擾很久的問題。
為此,國內外對P110/25MnV鋼石油套管的淬火開裂進行了一系列的研究。結果表明,P110石油套管的水-氣-水交替淬火處理可以在不降低材料強度的情況下,大幅度提高材料的韌性,達到較高的強度,具有高韌性的良好匹配。
P110石油套管應采用水-氣-水交替,采用雙介質淬火工藝冷卻,并通過調節(jié)邊緣邊界換熱能量來控制鋼管淬火工藝,使管身的淬火溫度成對均勻,降低淬火的內部應力,確保得到足夠堅固的b/m復相結構。
在b/m復相結構中,下β和馬氏體的條狀分布,而且馬氏體中有大量的位錯,只有少量的雙子結構。在復雜組織中少量殘余奧氏體編織也能降低應力集,有利于P110石油套管材料韌性的提高,防止微裂紋的產生和擴展。試驗鋼的b/m復合相結構適用于高溫回火。經過高溫回火后,復相組織提高材料韌性的效果更為顯著。
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