[发明专利]一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及异型钢管技术领域，尤其是一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法。

背景技术

异型钢管是一种具有中空截面的长条钢材，广泛用于汽车、火车、飞机、轮船以及航天发射器等构造部件、机械零部件、石油化工、地质钻探、纺织机械、无线电通讯、医疗卫生、竣工等各个领域。

油井管的H₂S应力腐蚀问题是近年来国内、外许多油田面临的一大课题，从油井管材料的角度看，普通的油井管显然不能满足实际使用要求，尤其是我国的四川油田和长庆等油田的某些区域以及美国、加拿大一些油田，由于地质结构中蕴含有大量的硫化氢气体。这种气体水溶液呈酸性并且具有一定的腐蚀性，尤其是在具有高温以及腐蚀性气体含量较高的条件下腐蚀性更强。硫化氢气体的存在不仅产生全面腐蚀，还会产生氢致开裂和应力腐蚀开裂，在CO2和Cl-的环境下更加剧局部腐蚀，从而降低了材料的使用寿命，产生了巨大的经济损失。

目前所用的低合金钢在H₂S腐蚀性能方面均难达到良好的使用性能，一般低合金Cr、Mo钢虽然具有一定的耐腐蚀性能，但钢中Cr、Mo所导致的脆硬倾向使其冷弯和焊接性能较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的异型钢管耐H₂S腐蚀性能差、冷弯和焊接性能差的技术不足，提供一种耐H₂S腐蚀性能优良、冷弯和焊接性能好的耐硫化氢腐蚀的异型钢管及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.18％-0.28％、硅0.12％-0.26％、锰0.8％-1.5％、铬0.95％-1.2％、钼0.62％-0.78％、钛0.01％-0.02％、磷0.008％-0.012％、硫0.002％-0.004％、铼0.06％-0.18％、氮0.002％-0.004％、铝0.02％-0.05％、稀土0.2％-0.5％，镍+钒+铌0.1％-0.28％，其余为铁。

进一步的，所述稀土为稀土元素镧。

制备一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管的方法，包括电炉冶炼、钢包精炼、钢锭浇铸、钢锭精整、锻制管坯、轧管、冷却、热处理、热喷涂步骤，所述热处理分三步进行：(1)将热轧钢管进行980-1020℃的奥氏体化处理，出炉淬火至180℃以下,(2)对第一淬火后的钢管进行900-950℃二次保温处理，淬火至180℃以下；(3)对调质后的钢管进行350-400℃的矫直处理加720-870℃的去应力处理。

进一步的，所述冶炼和浇铸的温度为1580-1620℃，所述锻制管坯的温度为1300-1350℃，所述轧管的开始温度为1100-1180℃、终轧温度为990-1000℃，所述钢管冷却采用空冷。

进一步的，所述热喷涂处理是在钢管的表面喷涂一层镍基合金层。

进一步的，化学成分按重量百分比如下：碳0.25％、硅0.2％、锰1.2％、铬1.1％、钼0.7％、钛0.02％、磷0.01％、硫0.003％、铼0.12％、氮0.003％、铝0.03％、稀土0.3％，镍+钒+铌0.2％，其余为铁。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

(1)本发明的耐硫化氢腐蚀的异型钢管成本低、具有良好的组织稳定性、冷热加工性；产品的残余应力仅为屈服强度的9％，屈服强度达到760MPa，硬度仅为26.3HRC；

(2)产品具有优良的耐硫化氢应力腐蚀性能，按NACE TM0177A法测定的耐硫化氢应力腐蚀门槛值达到钢管实际屈服强度的90％。

(3)本发明的制备方法，生产工艺简单，成本低，具有良好的经济效益，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种耐硫化氢腐蚀的异型钢管，化学成分按重量百分比如下：碳0.18％、硅0.12％、锰0.8％、铬0.95％、钼0.62％、钛0.01％、磷0.008％、硫0.002％、铼0.06％、氮0.002％、铝0.02％、稀土0.2％，镍+钒+铌0.1％，其余为铁。其中所述稀土为稀土元素镧。