本发明专利技术提供一种经济型高强韧N80Q钢级套管及其制造方法，属于低合金钢制造领域。该套管用钢由下述重量百分比的成分组成：C：0.16-0.22%，Si≤0.30%，Mn：0.60-1.39%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti：0.01-0.03%，Nb≤0.03%，Cr：0.08-0.30%，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素，碳当量Ceq≤0.44。本发明专利技术提供的套管用钢力学性能优良，成品管性能满足API5CT标准要求，屈服强度≥552MPa，抗拉强度≥689MPa，伸长率A50.8在18%以上。与现有技术相比，本发明专利技术首次采用中锰、低铬的经济型成分设计，同时对碳当量做了明确要求，焊接性能明显改善，大幅降低了热卷原料和制管的生产难度及设备损耗，有利于在工业生产中推广应用，市场前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高强度石油套管
，尤其是涉及一种N80Q钢级石油套管及其制造方法。
技术介绍
从石油套管发展趋势看，与无缝管相比，ERff(高频直缝电阻焊)工艺具有生产成本低，壁厚均勻，尺寸精确度闻等优势，市场占有率提闻很快，随着深井油气资源的开发，N80等高强度油井套管需求量越来越大，为了降低生产成本，各制管厂都在使用ERW工艺进行高强度油井管的生产。ERff工艺主要有两种方式生产N80钢级油井套管，一种是采用TMCP热轧N80卷板直接制管，除钢管具有性能 稳定，冲击韧性高并且几何尺寸精度高的特点外，这种N80套管生产工艺劣势也显而易见，卷板强度高，热轧钢卷的生产难度较大，且制管成型难度较大，合金含量较高，可焊性降低，焊缝冲击韧性难以保证。公开号CN101724793A的专利，介绍一种非调质N80钢级石油管的工艺，介绍了一种 C:0.34-0.38，S1:0.25-0.40，Mn:1.45-1.70，V:0.11-0.16，P 彡 0.025，S 彡 0.025，Als ( 0.020，Cu ( 0.20，Ni ( 0.20，Cr彡0.25。该钢管热轧态具有N80的性能要求，ERff制管后不需热处理，简化了制管后工艺，但因强度较高该钢种轧制和制管难度较大，且因合金成分较高，可焊性降低，焊缝性能难以保证。公开号CN101745731A的专利，介绍一种N80级ERW油井套管的制造方法，成分含量为:C彡0.12%，Mn彡1.85%，S彡0.010，Nb+V+Ti彡0.15%。该钢种热轧态具有N80的性能要求，制管成型难度较大。公开号CN101643883A的专利，一种N80、P110、L80直缝焊套管用钢及套管制造，介绍了一种采用中碳 c(0.12-0.24% )，加入 Cr:0.30-0.60，V:0.08-0.12,Nb:0.12-0.14，合金成本较高，较高的强度使制管生产难度加大。该钢热轧态即具有N80的性能要求，制管后进行调质热处理。公开号CN102409229A的专利，N80Q级别直缝电阻焊石油套管及其制造方法，介绍了一种采用中碳(0.15-0.20% )中锰(1.40-1.80% )成分，制管后进行调质热处理达到N80Q钢级。该方法锰含量高，导致碳当量及合金成本略高，同时热轧态钢卷强度也高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于降低钢管生产难度和成本，开发一种经济型高强韧N80Q钢级石油套管用钢及其制造方法，对N80成分进行合金减量化，通过热轧成型，提供钢管厂焊管原料-套管用热轧钢带，经过焊管厂ERW制管和调质热处理，最终使焊管的各项性能指标达到API5CT中对N80的要求，从而降低了钢厂、制管厂对N80石油套管的开发难度，获得了外形尺寸均匀、性能均匀的N80石油套管，同时降低了钢管厂的生产成本，采用的技术方案是:一种N80Q钢级石油套管，其特征在于，所述套管化学成分按如下重量百分比:C:0.16-0.22%，Si f 0.30%,Mn:0.60-1.39%，P 令 0.020%,S-f0.010%,T1:0.01-0.03%,Nb會0.03%，Cr:0.08-0.25%，余量为Fe及其它不可避免的杂质元素，Ceq令0.44。本专利技术的技术特征还有:所述制造方法包括以下步骤:I)铁水预处理:采用KR法铁水预处理深脱硫，扒渣后控制入炉铁水的硫含量在0.005% 以下； 2)转炉冶炼:顶底复吹少渣冶炼，钢包全程吹氩，档渣球和挡渣棒联合挡渣；3)双LF复合精炼:在无需进行RH真空精炼的前提下，采用双LF复合精炼；4)连铸:采用厚度为135-150mm的ASP连铸生产，钢包与长水口之间采用氩气密封，浇注时结晶器液面自动控制，液面波动范围控制在±3_，钢包下渣自动检测，低过热度浇注，过热度控制10-25°C，得到连铸坯；5)将经过步骤4)加工后得到的连铸坯直接700°C以上热装或冷坯再加热到1200-1280°C温度区间充分奥氏体化，采用两阶段控制轧制，第一阶段控制开轧温度区间为1150°C -1220°C，第一阶段控制开轧累积压下率不小于70%，第二阶段轧制采用控制轧制，开轧温度区间980°C -1050°C，终轧温度820°C _870°C，第二阶段控制开轧累积压下率不低于70%，得到厚度为6-16mm的热轧卷板；6)将步骤5)所述热轧卷板以8_25°C /S的冷却速度进行冷却，卷取温度区间为600-680°C，卷取后热卷供货；7)将步骤6)中得到的热卷ERW制管后，将套管毛坯加热到900±20°C，保温20min以上，水淬； 8)将经过步骤7)处理后的套管毛坯加热到610±20°〇，保温601^11以上，空冷回火，得到所述N80Q钢级石油套管。本专利技术的技术特征还有:所述步骤3)中热卷屈服强度400_500MPa，抗拉强度450-600MPa。本专利技术的技术特征还有:所述经步骤8)处理后石油套管性能为:屈服强度580-700MPa，抗拉强度710_780MPa，伸长率A50.8为25-30%，_10°C横向夏比冲击功大于90J。本专利技术的技术特征还有:步骤6)中冷却方式为两段式分层次冷却。本专利技术的有益效果是:1)本专利技术化学成分简单、实用，中Mn、低Cr合理匹配，降低了碳当量，既保证了淬透性能，又保证具有良好的焊接性能和冲击韧性，同时也节约了成本；同时对碳当量做了明确要求，焊接性能明显改善，大幅降低了热卷原料和制管的生产难度及设备损耗，有利于在工业生产中推广应用，市场前景广阔。2)本专利技术精炼工艺简便、经济，采用双LF复合精炼，得到钢质纯净的坯料；3)轧制工艺采用中高温终轧和卷取，易于生产控制，层流冷却采用两段式分层次冷却策略，保证获得均匀细小的F+P组织，减轻了带状组织，为后续焊接制管和调质热处理打下良好基础；4)热轧态强度较低，易于热卷生产和ERW制管成型，热处理后管体、焊缝及热影响区性能一致性较好，达到N80Q钢级。具体实施方式下面结合具体实施例，对专利技术的具体实施方式进行说明。本专利技术的目的在于提供一种中锰、低铬设计的经济型高强韧N80Q钢级石油套管，本专利技术主要是从经济型高强韧直缝焊套管用钢成分设计思路出发，合理匹配C、Mn、Cr含量，降低碳当量，保证淬透性和可焊性能，利用微合金元素T1、Nb控制轧制与控制冷却过程中的细晶强化和析出强化的复合强化机制，热轧态强度较低，碳当量较低，易于实现ERW套管生产，制管后调质处理，达到API5CT N80Q钢级标准。本N80Q钢级石油套管钢的化学成分按如下重量百分比:C:0.16-0.22%，Si +0.30%, Mn:0.60-1.39%, P 0.020%, S ^ 0.010%, T1:0.01-0.03%, Nb ^ 0.03%, Cr:0.08-0.25%,余量为Fe及其它不可避免的杂质元素，Ceq个0.44。本钢管对应的制造方法包括以下步骤:I)铁水预处理:采用KR法铁水预处理深脱硫，扒渣后控制入炉铁水的硫含量在0.005% 以下；2)转炉冶炼:顶底复吹少渣冶炼，钢包全程吹氩，档渣球和挡渣棒联合挡渣；3)双LF复合精炼:在无需进行RH真空精炼的前提下，采用双LF复合精炼，热卷屈服强度400-500MPa，抗拉强度450_600MPa ；4)连铸:采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种N80Q钢级石油套管，其特征在于，所述套管化学成分按如下重量百分比：C?：0.16?0.22%，Si?≤0.?30%，Mn：0.60?1.39%，P≤?0.020%，S?≤?0.010%，Ti：0.01?0.03%，Nb?≤0.03%，Cr：0.08?0.30%，余量为Fe及其它不可避免的杂质元素，碳当量Ceq≤0.44。
【技术特征摘要】
1.一种N80Q钢级石油套管，其特征在于，所述套管化学成分按如下重量百分比:C:0.16-0.22%, Si ( 0.30%, Mn:0.60-1.39%, P 彡 0.020%, S 彡 0.010%, Ti:0.01-0.03%,Nb ( 0.03%, Cr:0.08-0.30%，余量为Fe及其它不可避免的杂质元素，碳当量Ceq ( 0.44。2.按照权利要求1所述的N80Q钢级石油套管的制造方法，其特征在于:所述制造方法包括以下步骤: 1)铁水预处理:采用KR法铁水预处理深脱硫，扒渣后控制入炉铁水的硫含量在0.005%以下； 2)转炉冶炼:顶底复吹少渣冶炼，钢包全程吹氩，档渣球和挡渣棒联合挡渣； 3)双LF复合精炼:在无需进行RH真空精炼的前提下，采用双LF复合精炼； 4)连铸:采用厚度为135-150_的ASP连铸生产，钢包与长水口之间采用氩气密封，浇注时结晶器液面自动控制，液面波动范围控制在±3_，钢包下渣自动检测，低过热度浇注，过热度控制10-25°C，得到连铸坯； 5)将经过步骤4)加工后得到的连铸坯直接700°C以上热装或冷坯再加热到1200-1280°C温度区间充分奥氏体化，采用两阶段控制轧制，第一阶段控制开轧温度区间为115...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙卫华，王金华，张华平，邱泽胜，梁英，魏代斌，夏茂森，杨贵玲，郑万任，张磊，宋振官，
申请(专利权)人：济钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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