UNS N08028合金无缝管的生产工艺路线

我国油气资源中,大部分含有CO2和H2S.其中, 部分油井气仅含CO2或仅含H2S,而更多的油井气同 时含有CO,和H2S.油气井的腐蚀问题非常严重。普 通的碳钢、低合金钢乃至13Cr、22Cr等不锈钢已无法满足开采需求,因此有大量的Cr、Ni、Mo含量高 的Ni基合金材料应用到油套管中。 UNS N08028铁镍基合金由于高温变形抗力大, 靠穿孔工艺根本“穿不动”,只能通过在中间打孔以后 一根一根“挤出来”。

UNS NO8028铁镍基合金材料强度问题突出:镍基合金为单相奥氏体组织,成型之 初的强度仅有200 MPa左右,而高酸性气田用油井管 一般都要求强度在760 MPa以上,因而UNS N08028 铁镍基合金依靠60 MN挤压机进行挤压开坯,通过 控制热处理温度、时间和冷轧变形量,极好地提高自 身的材料强度,从而满足高酸性油气田的特殊需求。

合金材料

材料冶炼方法为 VIM+ESR,锻造后车外圆为ф279 mm。

制管工艺

工艺路线

UNS N08028镍基合金油套管的制管工艺路线:

ф279 mm 挤压→ф219mmx22.5mm 扩拔→ф250 mmx21.5 mm 冷轧→ф219 mmx16 mm 冷轧→ф178.2 mmx10.36 mm.

工艺流程

UNS N08028镍基合金油套管的制管工艺流程:

管坯准备→环形炉加热→一次工频加热→扩孔→二次 工频加热→热挤压→(矫直)→酸洗、检验、修磨→ 平头→上灰→扩拔(二道)→(矫直)→酸洗、检验、 修磨→平头→冷轧→固溶处理→矫直→酸洗、检验、 修磨→冷轧→酸洗→无损(水压、超声)检测→成品 检验→入库。

固溶处理

在室式炉进行固溶处理,炉温控制精度±5℃, 固溶处理工艺。

产品组织性能

按照GB/T 14999.2.GB/T 10561-2005,ISO 13680 -2008(E)规定的各项检测标准进行钢管的冲击试验、 拉伸试验、金相检验和硬度试验。

金相组织

UNS N08028 成品管在室温下为单相奥氏体组 织.冷轧过程中发生多系滑移和交滑移。在滑移过程中,由于位错的交互作用,形成割阶、 Lomer-Cotter 位错锁”和胞状结构等障碍,使位错运动的阻力增大,从而产生应变强化。成品管微观组织晶界处没有金属间化合物、氮化物及碳化物等析出相。 晶粒内部有明显的滑移带。

冲击韧性试验

在钢管端部取横向试样.-10℃温度下进行冲击 试验。试验依据标准为ISO 13680-2008(E).管头横向冲击平均值为61.9J,管尾横向冲击平均值为 68.2 J.最小值为65.1J,远高于标准要求的均值大于 15J.任意个大于10J.

拉伸试验

在钢管端部取拉伸试样。拉伸试样的减缩段宽度 为25.4mm,标距长度为50.8mm,均达到ISO 13680- 2008(E)标准中P110级的要求。抗拉试验依据的标准 为ISO 13680-2008(E)、A370。

硬度试验

在钢管上取截面硬度试样,进行全壁厚硬度(HRC)试验。测试点位置见图3.标准要求小于等于HRC33.

结束语

(1)UNS N08028在1150~1160℃固溶处理,微观组织晶界处没有金属间化合物、氮化物及碳化物等析出相。

(2)经两道冷轧,控制最后一道冷轧变形量为 46.5%.UNS N08028 成品管的力学性能完全满足ISO 13680-2008(E)的要求。

留下评论