[发明专利]一种海洋钻井平台海水冷却系统用合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁基合金领域，具体涉及一种海洋钻井平台海水冷却系统用合金材料 及其制备方法。

背景技术

金融危机对海洋油气勘探开发构成了冲击。石油公司由于融资和低油价原因，上 游的勘探开发活动减少，从而造成了大量的钻井平台闲置，日费下降。浮式海洋钻井平台一 直保持比较高的利用率，但自升式海洋钻井平台的利用率下降到了历史的低点，并随着新 建平台逐渐进入市场，加快了老平台的退役。随着全球经济的逐步复苏，全球对油气的需求 不断增加，油价逐渐回升，海上的油气投资和勘探开发必将更加活跃，新一轮的海洋钻井平 台需求高峰将卷土重来。如果油价一直保持高位水平，并保持一定的海洋油气发现率，适合 深水、超深水和极地等恶劣环境的海洋钻井平台将是未来海洋钻井平台市场发展的一个主 要趋势。

海洋钻井平台海水冷却系统是海洋钻进平台的重要组成部分，在海洋钻井平台 上，很多机械在运行的时候都会产生大量的热量。比如柴油机，它燃烧柴油推动活塞做功， 通过曲轴把能量传递出去。在这个过程中，摩擦，燃烧产生的热量都会使金属产生疲劳，或 者会使机械的过热保护装置启动，使机械停止下来。还有很多机械设备需要冷却，比如液压 单元、发电机组、变频器、空气压缩机、高压泥浆泵、绞车、推进器刹车片、推进器液压单元 等。但是，海水是有腐蚀性的，让它直接接触去冷却设备的话，就很容易造成机械的腐蚀。因 此，海洋钻井平台的海水冷却系统材料是决定系统质量好坏的关键，更是整个海洋钻井平 台的重要部件，如何选择和制造优良的、既防海水腐蚀又适合海洋钻井平台的海水冷却系 统材料，是当前一个急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种海洋钻井平台海水冷却系统用合 金材料及其制备方法，综合考虑各成分的成本，优化各成分之间的比例，找到性价比最高的 材料组方，加入稀土金属，能够有效地解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：

一种海洋钻井平台海水冷却系统用合金材料，所述材料成分及其质量百分比为：C： 0.04%~0.10%，Mn：0.80%~1.50%，Re：0.80%~1.50%，Be：0.3%~0.4%，Zn：0.4%~0.6%，Mg：0.4%~ 0.6%，Al：0.3%~0.4%，Si：1.0%~3.0%，Cr：14.0%~22.0%，Ni：7.5%~12.5%，Mo：0.02%~0.05%， Sr：3.0%~4.0%，RE：0.20%~0.80%，其余为Fe。

进一步的，RE包括，Dy：0.10%~0.40%，Ce：0.10%~0.40%。

进一步的，材料成分及其质量百分比为：C：0.08%，Mn：1.50%，Re：1.50%，Be：0.34%， Zn：0.6%，Mg：0.4%，Al：0.35%，Si：2.0%，Cr：20.0%，Ni：10.0%，Mo：0.05%，Sr：3.50%，Dy： 0.20%，Ce：0.30%，其余为Fe。

以下，对本发明中采用的合金的成分组成的限定理由进行说明，成分组成中涉及 的%指质量%。

C：0.04%~0.10%，C在钢材中可形成固溶体组织、提高钢的强度；形成碳化物组织， 可提高钢的硬度及耐磨性。因此，C在钢材中，含碳量越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、 韧性也会随之降低;反之，含碳量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低，为 适应海洋条件及作业要求效果，本发明将海洋钻井平台海水冷却系统用材料中C含量规定 为0.04%~0.10%，优选为0.08%。

Mn：0.80%~1.50%，Mn是一种弱脱氧剂，钢材中添加Mn，不但有利于钢材的抗蚀性， 而且还能使钢材的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善钢材的抗腐蚀性能和焊接性能。随 着Mn含量增加，钢材强度有所提高，为适应海洋钻井平台海水冷却系统的具体实际的特殊 需求，本发明将Mn含量规定为0.80%~1.50%，优选为1.50%。

Re：0.80%~1.50%，铼能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑性，为适应海洋条件及海 洋钻井平台海水冷却系统的特殊需求，本发明将P含量规定为0.80%~1.50%，优选为1.50%。