无缝钢管

Select

步进式加热炉内管材温度场模拟试验与有限元模拟

徐乐天, 刘良勇, 李云龙, 徐耀文, 万五霞

摘要（185）

HTML （0）

PDF （2054KB）（225）

采用试验及三维有限元数值模拟的方法研究了4140合金钢管材在步进式加热炉内的加热过程，分析了管材的温度变化与温度分布。结果表明，先入炉的钢管头部温度比中尾部高30～50 ℃，沿钢管周向存在受热不均的现象，当温度超过800 ℃时，管材各部分温差逐渐减小，整体温度趋于均匀；在奥氏体化温度以下，钢管升温速率由0.35 ℃/s逐渐减低至0 ℃/s，相变完成之后小幅升高后再次降低；钢管头尾端部温度高于中部，影响区在200 mm以内，400 ℃左右与端面温差达到最大117 ℃，计算终了温差逐渐减小至2 ℃以内；模型计算结果与实测温度吻合较好，当钢管内表面按绝热边界处理时，对温度影响较小，在精度允许的条件下可以以此简化模型。

2023, 44 (6): 89-95. DOI:10.20057/j.1003-8620.2023-00073

Select

高强度热采套管TP110H的350 ℃高温力学性能研究

吴亮亮, 吴永超, 周家祥, 张旭

摘要（194）

HTML （0）

PDF （1415KB）（254）

针对热采井350 ℃高温、17 MPa高压力以及多轮次蒸汽吞吐的特殊工况，研究了TP110H在首次注汽和多轮次注采循环时的力学特性，试验表明：TP110H在注热时，产生热应力达764 MPa，材料产生少量的塑性应变和应力松弛效应；15轮次蒸汽吞吐的管柱应力基本稳定，实验前后常温时的强度和延伸率基本没有变化；实验前后350 ℃时的高温屈服强度降低约50 MPa，抗拉强度降低约13 MPa，断后延伸率降低约2%。

2023, 44 (4): 125-128. DOI:10.20057/j.1003-8620.2022-00194

Select

石油套管用37Mn5钢全流程洁净度分析及工艺改进

宋景凌, 周旋, 李恒华

摘要（922）

HTML （1）

PDF （3808KB）（382）

为探究某钢厂当前冶炼37Mn5钢过程中所存在的问题，对生产中连续两个炉次进行全流程取样分析，包括金相样、氧氮棒以及精炼渣样，经优化改进，最终得到的结论如下：（1）在LF精炼阶段以及VD钙处理阶段有不同程度的二次氧化现象产生，尤其喂钙线阶段反应较为剧烈，容易引起钢液二次氧化，导致Ds类夹杂物增加，通过优化精炼脱氧操作，钙线喂入量由1.4～1.7 m/t降低至0.95 m/t，各类夹杂物均≤1.5级，合格率100%；（2）精炼渣的成分分析得出，三元相图中渣成分点都在液相区以外，导致精炼渣熔化性能不好，流动性较差，通过提高渣中SiO ₂至9%～12%，Al ₂O ₃至25%～30%，将二元碱度控制在5～8，可提高渣的熔化性、流动性，渣的覆盖能力加强，有效防止二次氧化；（3）中间包浇注阶段相比于VD阶段，氧氮含量基本稳定，但夹杂物数量有一定的提升，夹杂物增长速率远超夹杂物内生速率，因此，其来源为卷渣，应保持中间包平稳浇注，同时避免钢包下渣现象发生。

2023, 44 (4): 58-64. DOI:10.20057/j.1003-8620.2022-00216

Select

12Cr1MoVG厚壁钢管高温正火+回火的组织和性能

张银桥, 孔繁革, 张继宏, 王煜, 朱志宝, 李勇, 李海松

摘要（246）

HTML （0）

PDF （5643KB）（495）

通过显微组织观察和室温拉伸试验、室温冲击试验、硬度试验和高温持久性能试验，研究了Φ457 mm×70 mm 12Cr1MoVG（/%：0.13C，0.21Si，0.56Mn，1.07Cr，0.31Mo，0.20V，0.008P，0.004S，0.02Ni，0.004Cu，0.012 4Al）钢管在1 000 ℃正火后采用水雾加速冷却和740 ℃回火的组织和性能。结果表明：显微组织为铁素体+贝氏体，贝氏体量约占65%，晶粒度7～5级；屈服强度为416 MPa，抗拉强度为575 MPa，室温冲击功为206～244 J，布氏硬度187HBW；575 ℃×10 ⁵ h持久强度为86 MPa；575 ℃/100 MPa持久51 480 h未断；575 ℃/120 MPa持久27 198 h断裂，试样开裂起源于晶界蠕变孔洞，周边贝氏体基体没有发现严重的球化等现象，组织稳定性优异。

2023, 44 (4): 102-107. DOI:10.20057/j.1003-8620.2023-00043

Select

TP170P大口径高钢级射孔枪管开发

周家祥, 吴亮亮, 张旭, 吴永超, 安盛岳

摘要（247）

HTML （0）

PDF （1535KB）（320）

随着油层套管的口径越来越大，下井深度越来越深，对大口径射孔枪管的强韧性要求也越高，为保证射孔作业安全并提高射孔枪管抗外挤能力，必须提高枪管强度并匹配较高的冲击韧性。天津钢管制造有限公司开发了TP170P，Φ244.48 mm×11.99 mm大口径高强度射孔枪管，热处理后屈服强度≥1 200 MPa，0 ℃夏比冲击功纵向达到110 J、横向在85 J左右。同时具备良好的高温拉伸性能和优良的低温冲击韧性。在300 ℃高温条件下屈服强度仍然达到1 056 MPa，低温冲击韧脆转变温度小于-40 ℃，可以保证枪管在高温超深井服役，并在寒冷地区具有低温韧性，扩大了产品的使用范围。同时，具有良好的抗硫化氢应力腐蚀能力、抗氢致开裂能力及轧制热变形能力。

2023, 44 (3): 24-28. DOI:10.20057/j.1003-8620.2022-00134

Select

P92无缝钢管内表面裂纹分析及工艺优化

张国忠, 窦志超, 王正, 闵杰, 黄大兵

摘要（200）

PDF （1440KB）（168）

采用斜轧穿孔工艺生产大口径P92铁素体耐热无缝钢管过程中，钢管内表面易产生细小裂纹。通过金相分析、高温相变计算和高温加热试验等研究表明，内表面裂纹产生的主要原因是：中心有通孔的P92管坯在坯料加热过程中，由于加热温度过高和在炉时间过长(即表面氧化脱碳加重),导致管坯通孔近内壁产生大量的高温δ-铁素体相，管坯在随后的斜轧穿孔中，裂纹在塑性较差的高温δ-铁素体处产生和扩展。根据内表面裂纹的产生机制，通过对P92钢管化学成分的铬当量、镍当量按Cr＜13%、Ni _eq＞4% 进行控制，坯料保温温度由原工艺的1220~1250℃降为1190~1220℃,对穿孔机轧辊转速、辊距和顶伸量参数优化等工艺改进措施，有效地解决了大口径 P92无缝钢管内表面易产生裂纹的问题，提高了P92无缝钢管的成材率和生产效率。

2023, 44 (2): 65-69. DOI:10.20057/j.1003-8620.2022-00144

Select

WB36厚壁无缝钢管低倍组织气泡分析及工艺研究

夏云峰, 周仲成, 胡永平, 林雨

摘要（166）

PDF （1175KB）（152）

采用扫描电镜、磁粉和超声探伤以及性能测试等方式对WB36厚壁无缝钢管低倍“气泡”形成的原因和实际影响进行了分析研究。结果表明：低倍组织气泡产生的原因主要有脱氧不良、浇注温度高、钢包和耐火材料受潮等，气泡在宏观下呈短线状暗色条纹，微观下为圆形或椭圆形孔洞，主要分布于对应钢锭头部接近冒口端部的钢管近内壁至1/2壁厚处。轻微的气泡采用磁粉、渗透、超声波探伤均无法检出，对钢管的室温力学性能影响较小。 WB36钢浇注温度控制在1590℃以下，保证VD 精炼67 Pa保持时间不少于15 min、发热剂和保温材料水分含量小于0.1%能够有效防止低倍组织气泡缺陷产生。

2023, 44 (2): 29-32. DOI:10.20057/j.1003-8620.2022-00127

Select

-70°C 低温用09MnNiD钢Φ219 mmx20 mm无缝管生产实践

张银桥, 黎福华, 孔繁革, 潘先明, 朱志宝, 李勇, 李海松、

摘要（256）

PDF （1006KB）（327）

按照20 t EAF→LF+VD→模铸3t钢锭→轧制Φ270 mm圆钢→斜轧穿孔→CPE轧管→在线常化工艺流程,生产Φ219 mm×20 mm 09MnNiD钢无缝管（/%:0.07～0.10C,0.25～0.35Si,1.35～1.40Mn,0.49～0.51Ni,0.020～0.035Al,≤0.02Nb,≤0.015P,≤0.006S）。通过控制EAF终点C≤0.04%和P≤0.008%,LF精炼S≤0.005%,VD≤67Pa,≥15 min,模铸过热度≤45℃,热轧后荒管冷却速度30～70℃/min,钢管常化温度910℃,开发了Φ219 mm×20 mm钢管。测试结果表明:生产的钢管显微组织为F+P,晶粒度10级,-70℃冲击功KV2≥275 J,抗拉强度503～508 MPa,屈服强度354～356 MPa,以及其化学成分、非金属夹杂物、无损检测均满足GB 150.2-2011标准要求。

2022, 43 (4): 66-69.

Select

110SS 级别抗硫化氢应力腐蚀厚壁无缝钢管的开发

李永灯, 彭俊, 唐科, 向鑫

摘要（227）

PDF （339KB）（911）

开发的110SS钢(/%:0.28～0.33C,0.20～0.30Si,0.60～1.00Mn,≤0.015P,≤0.005S,1.20～1.45Cr,0.65～0.85Mo,0.01～0.05Al,0.01～0.05Ti,0.01～0.05Nb,0.01～0.10V)Φ325 mm×55 mm厚壁管的生产流程为BOF-LF-RH-CC-ASSEl rolling。通过控制BOF出钢C≥0.03%,LF渣碱度3.0～4.0,RH真空时间≥30min,连铸钢的过热度≤15℃,拉速0.30～0.50 m/min,钢管淬火温度880℃,回火温度650℃时,得到产品夹杂物尺寸≤20μm、屈服强度760～820 MPa,厚壁无缝钢管的抗硫化氢应力耐腐蚀性能满足标准要求。

2022, 43 (1): 78-81.

Select

SUS410半马氏体不锈钢厚壁无缝管内表面裂纹缺陷分析及工艺改进

唐科, 彭俊, 付克刚, 朱萍, 向鑫, 廖凯

摘要（215）

PDF （903KB）（243）

SUS410半马氏体不锈钢(0.08% ~0. 15%C,12.5% ~ 13. 5%Cr)在生产热轧厚壁无缝钢管时极易产生内表缺陷。通过对φ139.7mm x 38.1 mm管内表面裂纹缺陷进行定位分析,结果表明裂纹附近δ-铁素体大量析出造成钢的热塑性下降,在变形过程中，由于两相区变形不协调，最终在奥氏体和δ-铁素体相界出现裂纹。根据 Schaeffler相图，对化学成分进行重新设计，将Cr当量/Ni当量比值由原来缺陷管的4.51降至≤3.0,管坯加热温度由1200~1300℃降至1180~1280 ℃，内表面裂纹缺陷得到有效解决，超声探伤合格率提高至97.9%。

2021, 42 (5): 46-48.

Select

X65QO φ457 mm x 25.4 mm大口径深海海底无缝钢管的开发和应用

熊刚, 夏文斌, 李端正, 田研

摘要（159）

PDF （1573KB）（282）

设计研制了生产深水油气田大口径海底管线用无缝钢管的成分要求和工艺路线。小批量试制X65QO海底管线管，试制结果表明,通过微合金成分优化(/% ：0.15Mo，0.04Nb，0.09V，0.06Ti),皮尔格周轧管工艺，配合930 ℃淬火+670 ℃回火调质工艺,X65QO钢级深海海底管线管屈服强度为~500 MPa,抗拉强度为~580 MPa, -30℃低温冲击功＞300J,裂纹尖端开口位移(CTOD)以及焊接性能和氢致裂纹(HIC)性能较好，完全符合用户的要求。

2021, 42 (5): 41-45.

Select

亚共析钢中厚壁无缝管水-空循环冷却的正火组织与性能控制

杨煌光, 姚火能, 杨玲, 杜坤, 张洋波

摘要（127）

PDF （1449KB）（345）

研究亚共析钢中厚壁(壁厚≥30 mm)无缝钢管正火冷却速度和同一截面的冷却均匀性,将水-空循环冷却模型用于中碳和低碳Mn钢中厚壁无缝钢管正火组织及性能控制过程。通过分析风冷、水雾强制冷却和水-空循环冷却的钢管正火组织和性能,采用"钢管部分浸入水面+高速旋转"的水-空循环冷却方式,即通过控制浸入深度、钢管旋转速度、冷却总时间,最终获得在铁素体+珠光体稳定组织的基础上,中厚壁钢管屈服强度≥500 MPa、-20 ℃V型冲击功≥100 J的性能。

2021, 42 (3): 47-51.

Select

深海Nb-Ti微合金化X65MO管线板管强度和韧性研究

方磊, 左秀荣, 姜金星, 刘帅, 翟冬雨

摘要（150）

PDF （1568KB）（248）

对X65MO钢22.2mm和24.0 mm钢板、Φ558.8 mm钢管及焊接接头进行了拉伸、冲击与低温落锤测试和组织性能分析。通过热机械控轧控冷技术,待温坯厚度88 mm,压缩比大于10,二开温度设定为870～880℃,终轧温度设定为820～830℃,采用超快冷进行冷却,入水温度设定为750～760℃,终冷温度460～500℃,获得铁素体、贝氏体的混合组织,铁素体含量50%～60%,满足了制管后的强韧性要求。

2021, 42 (1): 86-90.

Select

Cr-N微合金含量和正火对Mn系气瓶用无缝钢管屈服强度的影响

李诗斌, 童立芬, 姚忠, 李刚, 闫庆涛,

摘要（114）

PDF （1000KB）（221）

常见的医用气瓶、工业气瓶主要材质为37Mn类Mn系气瓶钢。气瓶钢主要采用正火热处理工艺,但正火态37Mn钢材质的气瓶力学性能不稳定,屈服强度及冲击功达不到标准设定要求。通过加入Cr、N等微量元素的微合金化37Mn钢化学成分为/%:0.34～0.38C,0.20～0.27Si,1.60～1.70 Mn,0.10～0.20 Cr,0.0040～0.0090N,经正火轧制的Φ219mm×6mm钢管屈服强度≥530MPa,抗拉强度≥750 MPa,冲击功≥13.2J,完全能满足客户使用需求。

2020, 41 (2): 66-68.

Select

稠油热采井用110SH-1钢级热釆套管的开发

唐科, 王秀敏, 彭俊, 杨煌光, 张银桥

摘要（117）

PDF （1236KB）（291）

根据SY/T6952.2-2013标准要求及稠油热采井工况环境,为减少贵重合金的使用,降低生产成本,大冶特殊钢有限公司采用0.9～1.2Cr-0.3～0.6Mo基低合金+Nb-Ti-V分别为0.01～0.05微合金成分设计,按照"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ230 mm圆坯→CPE顶管机组成管→调质热处理"工艺流程生产Φ177.8 mm×9.19 mm无缝钢管,根据试验结果确定了920℃淬火,水冷,660℃回火,空冷的热处理工艺,成功开发出一种高强韧性的110SH-1钢级热采套管。测试结果表明,该钢级的热采套管常规性能、高温蠕变性能、全尺寸爆破、全尺寸挤毁等完全满足SY/T 6952.2-2013行业标准要求。

2020, 41 (4): 43-47.