一種合金結構鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種合金結構鋼，該鋼的化學成份按重量百分比計量，C：0.25％-0.35％，Mn：1.2％-1.5％，Si：0.5％-0.7％，P：≤0.015％，S：≤0.01％，Cr：≤0.05％，Ni：≤0.1％，V： 0.05％-0.2％，Cu：≤0.1％，Al：≤0.01％，余量為Fe及不可避免的夾雜；碳當量Ce≤0.4％。本發(fā)明還提供了利用該合金鋼制造的隔熱油管，僅須正火處理，無須調質處理，加工工藝簡單，產品質量穩(wěn)定。
【專利說明】
一種合金結構鋼
技術領域
[0001]技術領域本發(fā)明涉及一種合金結構鋼。
【背景技術】
[0002]熱采技術隨著石油工業(yè)技術而發(fā)展，它對低壓井，稠油井，老油井以及低溫地帶油井穩(wěn)定和提高日產量最有效方法之一。已被廣泛應用和推廣。尤其稠油井含有較高比例的石蠟和浙青的原油，特點是比重大，粘度高，流動性差的重質油。以及一些老油井，由于采掘時間長，油層壓力低，原油流動性差，采掘十分困難，為了保證油井的日產量穩(wěn)定或提高，必須推廣應用熱采技術來增加采掘量。由于熱采技術的迅速發(fā)展，使昔日被稱為“地下僵龍”的高粘度稠油躍出地面成為十分重要的石化原料。
[0003]隨著稠油開采的不斷增加，熱采技術得到迅速發(fā)展，相應隔熱油管(即隔熱雙層管)的需求量大大增加。
[0004]熱采技術的原理:主要利用特制的隔熱油管向地下稠油層注入高溫高壓蒸汽。使它在油層里停留7?15天時間，從而達到軟化原油作用、提高原油溫度、降低粘度、增加流動性，使原油增強自噴能力或借助于抽油機增加采集能力的技術。
[0005]隔熱油管由兩層鋼管組成。外層管又稱外套管，內層管又稱內襯管。在內外層管之間填補絕熱材料(如耐高溫玻璃纖維、鋁箔、硅酸鹽等多層包扎而成)，同時將夾層間抽成真空或注入惰性氣體(He或Ar)增加絕熱性能。
[0006]由于隔熱油管的工況條件，必須采用高強度材質管制造而成。尤其內層襯管承受高溫高壓(溫度T彡380°C，壓力P彡36MPa)，因此，必需采用強度達到N80級，外層套管處于常溫下工作，一般可應用強度J55級即可，也可采用與內襯管同等強度鋼。
[0007]隔熱油管的外套管和內襯管之間保持一定間隙，在制造時內襯管兩端必須進行加厚再擴徑加工，內襯管務必有良好的加工工藝性能。內外管的連接應用焊接方法，內外管需具有良好的焊接性能(一般可用材質的碳當量Ce來控制)。
[0008]隔熱油管工作條件十分惡劣。外層套管承受溫度和壓力與工作現場等同。然而內層襯管除承受輸送高溫高壓蒸汽外，由于內外管溫度和壓力差懸殊，產生應力特別嚴重，使整個管體處于復雜應力作用下，往往使整個管體產生彎曲、扭轉或焊縫產生裂紋、開裂等缺陷出現。尤其內外管端連接處由于焊接產生熱影響區(qū)，迫使該部分材質的可塑性降低，即使采取退火或回火處理，亦很難達到正常狀態(tài)。容易成為裂紋、開裂等缺陷的埋伏區(qū)。
[0009]依據隔熱油管應用特點和生產制造，管體材質一般選用優(yōu)質低合金結構鋼。用熱軋無縫管方法制成管體(平端)，用調質處理提高鋼的強度。尤其內襯管強度務必達到N80級要求。日本和美國的內外管是應用25Mn2鋼制管。其內襯管應用水作淬火劑淬火，再經回火處理而成(金相組織為回火索氏體)。而德國和我國某些廠家則選用25CrMo鋼制管，
用油作淬火劑淬火，加回火處理而成。這兩種調質處理方法的共同點:工藝裝備復雜、投資大、技術水平高、操作難度大、合格率低、成本高，迫使成品價格昂貴。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種合金結構鋼，利用該合金結構鋼制造隔熱油管的外套管和內襯管，加工工藝簡單，提高隔熱油管的外套管和內襯管的焊接性能。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現:
一種合金結構鋼，該鋼的化學成份按重量百分比計量，C: 0.25% -0.35%, Mn:
1.2% -1.5%, Si: 0.5% -0.7%, P:彡 0.015%, S:彡 0.01%, Cr 0.05%, Ni
0.1%, V: 0.05% -0.2%, Cu:彡 0.1%, Al:彡 0.01%，余量為 Fe 及不可避免的夾雜；碳當量Ce ( 0.4%。
[0011]—種利用上述合金結構鋼生產隔熱油管的加工工藝，所述加工工藝步驟是:
(I)對經檢驗合格的管坯進行下料；(2)對管坯進行加溫，加熱溫度為1300-1340°C;
(3)在熱定心下進行穿孔；(4)打頭處理；(5)退火處理；(6)進行酸洗；(7)進行磷化皂化；(8)進行冷拔處理；(9)對冷拔后的管料再次進行退火、酸洗、磷化皂化和冷拔處理，直至鋼管尺寸符合設計要求；(10)對管料進行正火熱處理，正火溫度為950-100(TC;
[11]對管料進行矯直和切頭尾；(12)進行理化檢驗和無損檢測，鋼管的金相組織應為鐵素體和珠光體，不得有魏氏組織存在。
[0012]利用本發(fā)明合金結構鋼生產隔熱油管，加工工藝中無須調質處理，而只需正火熱處理，工藝裝備簡單，操作簡便，性能穩(wěn)定，合格率高；內襯管和外套管采用同種材質、同一種工藝方法，獲得相同的機械性能、工藝性能和金相組織，這對內襯管兩端加厚和擴徑、內外管焊接創(chuàng)造有利條件，焊接性能良好，焊縫熱影響區(qū)應力敏感性不明顯，能夠提高隔熱油管的使用壽命。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明:
本發(fā)明合金結構鋼的化學成份按重量百分比計量，C: 0.25% -0.35%, Mn: 1.2%-1.5%, Si: 0.5% -0.7%, P:彡 0.015%, S:彡 0.01%, Cr 0.05%, Ni
0.1%, V: 0.05% -0.2%, Cu 0.1%, Al 0.01%，余量為 Fe 及不可避免的夾雜；碳當量Ce ( 0.4%。合金結構鋼的冶煉方法:電爐(EF+LF+VD)加爐外精煉法冶煉而成。
[0014]鋼的低倍組織試片上不得有肉眼可見的白點、殘余縮孔、分層、裂紋、氣泡、夾雜、翻皮等缺陷存在。允許的低倍組織；一般疏松，中心疏松和偏析等各不大于1.5級。
[0015]鋼的非金屬夾雜物按GB10561規(guī)定，合格級別按ISO評級圖評級:
合金結構鋼生產隔熱油管的加工工藝步驟是:
(I)對經檢驗合格的管坯進行下料；(2)對管坯進行加溫，加熱溫度為1300-1340°C;
(3)在熱定心下進行穿孔；(4)打頭處理；(5)退火處理；(6)進行酸洗；(7)進行磷化皂化；(8)進行冷拔處理；(9)對冷拔后的管料再次進行退火、酸洗、磷化皂化和冷拔處理，直至鋼管尺寸符合設計要求；(10)對管料進行正火熱處理，正火溫度為950-100(TC;
(11)對管料進行矯直和切頭尾；(12)進行理化檢驗和無損檢測，鋼管的金相組織應為鐵素體和珠光體，不得有魏氏組織存在。
【主權項】
1.一種合金結構鋼，其特征在于:該鋼的化學成份按重量百分比計量，C: 0.25%-0.35%, Mn: 1.2% -1.5%, Si: 0.5% -0.7%, P:彡 0.015%, S:彡 0.01%, Cr:彡 0.05%, Ni ■.( 0.1%, V: 0.05% -0.2%, Cu:彡 0.1%, Al:彡 0.01%，余量為Fe及不可避免的夾雜；碳當量Ce ( 0.4%。
【文檔編號】C22C38/12GK105986178SQ201510048923
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】楊斌
【申請人】重慶廣鼎道路設施有限公司