[发明专利]一种110ksi级ERW石油套管用钢带及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油管线用钢及生产方法，具体地指110ksi级ERW石油套管用钢带及其生产方法。

背景技术

油套管是石油天然气勘探、开采所需要的重要原材料之一。随着全球经济的发展和对石油、天然气等能源依存度的增加，世界范围内对油套管的需求量也越来越大。

油套管可以采用无缝钢管和热轧钢带ERW焊接两种制造技术生产。ERW钢管因其壁厚均匀、圆整度高、制造成本低等优势而在国际上得到广泛关注，如北美ERW钢管应用比例已达到50％以上。然而，目前的ERW钢管，其存在的问题是：成分复杂，添加微合金元素较多，导致工艺难以控制，且成本高，还有耐高温性能差，即在工作环境温度高于150℃后，导致钢管壁的强度下降剧烈，无法满足工况使用要求。 

现有技术中，有一种制备高强度ERW石油套管的方法，其是直接采用高强度的热轧钢带进行制管，然后仅对焊缝进行热处理以满足API的要求。其对于P110级的ERW石油套管则不适用，如若直接采用110ksi级别的钢带进行制管，由于其强度级别高，将会给钢带以及制管的生产设备和工艺实现带来极大难度。

经初步检索，中国专利号为CN200710045336.X的专利文献，其公开了一种110ksi钢级直缝焊石油套管用钢、套管及制造方法，其化学成分重量百分比为C：0.15～0.4、Si：0.1～0.8、Mn：0.5～1.8、Al：0.01～0.08、Mo：0.1～0.8、V：0.01～0.1，其余为Fe和不可避免的杂质。 该方法为实现钢管目标强度主要采用添加贵重Mo元素的方法，这势必造成制造成本过高，不具有工业化大生产所追求的经济性原则。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的微合金元素添加较多，导致成本高，且高温热稳定性能差的不足，提供一种在满足强度要求的前提下，合金成分简单，兼具高温热稳定性和经济性的110ksi级ERW石油套管的钢带及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种110ksi级ERW石油套管用钢带，其化学成分按重量百分比为：C：0.14～0.22%，Si：0.13～0.35%，Mn：0.3～1.2%，Cr：0.1～1.0%，Mo：0.10～0.40%，P≤0.018%，S≤0.010%，其余为Fe及不可避免的夹杂元素；并满足碳当量Ceq(%)=C+Mn/6+(Mo+Cr+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.35～0.60%。

生产一种110ksi级ERW石油套管用钢带的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，加热温度控制在1160~1280℃；

3）进行轧制，控制精轧终轧温度在760~870oC；

4）采用水冷，控制冷却速度不低于10℃/S；

5）进行卷取，控制卷取温度在480~680oC；并控制钢带的屈服强度R_t0.5在460~500MPa，抗拉强度R_m在520~650MPa，延伸率A_50mm在20~35%；

6）采用ERW工艺制成套管；

7）对套管进行淬火，控制淬火温度在810~950oC，并保温30~55min；

8）对套管进行回火，控制回火温度在530~700oC，并保温30~65min。

本发明中各元素的作用及限定量的理由：

C：C为碳化物形成元素，可以有效地提高钢的强度，其含量过低时对强度的作用不明显，含量太高时会大大降低钢的焊接性能，因此，C的含量控制为0.14~0.22%。

Si：Si主要以固溶强化形势提高钢的强度，同时也是钢种的脱氧元素，但含量低于0.13%则效果不明显，高于0.35%则会引起韧性恶化，因此，Si的含量控制为0.13~0.35%。

Mn：Mn能固溶于铁素体与奥氏体中，是钢种重要的固溶强化元素，但含量低于0.3%时效果不明显，高于1.3%时则会导致钢中偏析严重，影响焊接性能，因此，Mn的含量控制为0.3~1.2%。

Cr：Cr能后有效地提高钢的淬透性和强度，适量的Cr能提高钢的耐腐蚀性能，但Cr过高则会损害钢的韧性和焊接性能，因此，Cr含量控制在0.1~1.0%。

Mo：Mo主要通过碳化物和固溶强化来提高钢的强度及回火稳定性，含量过高则会损伤钢的焊接性能，因此，Mo含量控制在0.10~0.40%。