地質鑽探用鋼管

地質管,用於地質鑽探,是供施工隊伍進行地質鑽探,按用途可分為地質鑽桿岩心管、套管和沉澱管等。

常用材質/鋼級:DZ40、DZ50、DZ60、R780等。

基本介紹

  • 中文名:地質鑽探用鋼管
  • 外文名:Seamless stainless steel tubes for structure
  • 標準號:GB/T 14975-2012
  • 中標分類:H48 ICS分類:77.140.75
地質鑽探管,簡介,鋼種特性分析,主要工藝流程,主要工藝特點,42MnMo7煉鋼工藝,管坯軋制,管坯穿孔,冷拔,總結,概述,國家標準,

地質鑽探管

地質鑽探管是用於地質鑽探的管材。隨著我國工業生產的發展,地質鑽探管的需求量越來越大, DZ60級地質鑽探管過去一直採用45MnMoB鋼製造,依據市場這一發展動態,為抓住機遇,儘快形成42MnMo7地質鑽探管的生產能力,以適應市場需求,依託自身技術力量對42MnMo7的生產工藝進行開發。

簡介

隨著我國工業生產的發展,地質鑽探管的需求量越來越大, DZ60級地質鑽探管過去一直採用45MnMoB鋼製造,依據市場這一發展動態,為抓住機遇,儘快形成42MnMo7地質鑽探管的生產能力,以適應市場需求,依託自身技術力量對42MnMo7的生產工藝進行開發[1]。

鋼種特性分析

42MnMo7鋼是德國曼乃斯曼公司按美國石油協會標準API開發的鋼種,主要用來生產N80油套管,該鋼種為貝氏體鋼, Ac1為720-730℃, Ac3為770-780℃,強度高、塑性低,脆性大,冷加工性能差。資料顯示,要提高42MnMo7鋼的塑性與韌性的途徑如下:
1.獲得細小的晶粒,因為貝氏體鋼的有效晶粒尺寸和奧氏體晶粒尺寸的關係要比鐵素體+珠光體鋼更為密切。所以在貝氏體轉變之前最大限度的減小奧氏體晶粒尺寸,從而獲得細小的晶粒以改善鋼韌性。添加細化晶粒的元素、合理的熱處理是細化晶粒的有效措施。
2.降低鋼中的P, S, N, H, O以及其它有害元素含量,減少鋼中的非金屬夾雜和適當降低鋼中的含碳量。降低鋼中有害元素含量,則可以減少它們在晶界的偏聚,使延遲破壞和環境脆化的敏感性大大降低;非金屬夾雜物是斷裂的裂紋源,減少非金屬夾雜也就降低了裂紋產生機率;C強化作用很高,但卻顯著降低韌性,在標準要求範圍內通過適當降低C的含量,對提高韌性是有益的。
3.最大限度的消除內應力,鋼管的內應力主要在冷熱變形過程中由於金屬內部產生大量位錯,位錯的堆集和相互干擾阻止滑移的進一步進行而產生的。內應力的存在使得鋼管塑性差,脆性大,只有最大限度的消除了內應力才能顯著提高鋼管的塑性和韌性。
4.減少表面氧化脫碳、吸氫.貝氏體鋼強度高塑性差,表面輕微的缺陷都有可能使鋼管產生裂紋和脆性斷裂。因此要對鋼坯加熱、鋼管的熱處理及酸洗進行嚴格控制[2]。

主要工藝流程

電弧爐初煉——爐外精煉——方坯連鑄——管坯軋制——管坯穿孔——荒管熱處理——鋼管冷拔——成品熱處理——鋼管矯正——驗收——包裝入庫

主要工藝特點

42MnMo7煉鋼工藝

42MnMo7冶煉的關鍵是成分控制,降低有害雜質和氣體含量是避免鑄坯中的偏析,因此對冶煉工藝作了如下要求:
a.熔化過程注意控制吹氧強度,確保熔清碳大於0. 50%,終點碳大於0. 20%;
b.由於錳鐵加入量大,為防止錳鐵增P引起P超標,初煉爐放鋼P≤0.10%,放鋼溫度大於1640℃;
c.按95%的回收率隨鋼流加入鈮鐵;
d.吊包溫度:首包1580-1590℃ ,續包1560-1570℃。

管坯軋制

42MnMo7為中碳貝氏體系列鋼,添加了一定量的Nb,Nb的加入可以阻止奧氏體原始晶粒在鋼坯加熱過程中的長大。考慮到把Nb固溶到奧氏體中及確保在再結晶區域軋制,因此加熱溫度設定為1180-1220℃。控制終軋溫度的目的為細化晶粒,防止管坯塑性劣化,大量研究表明:通過在奧氏體臨界溫度附近軋制,由於變形溫度降低,奧氏體再結晶能力弱,奧氏體晶體被壓延拉長,同時變形過程產生的位錯等缺陷不易消失,因此提供了大量的形核位置,形核率高,晶粒細化鋼材韌性好。軋制工藝控制中確定終軋溫度為Ar3+(50-100)℃約820-870℃。

管坯穿孔

坯料檢驗—剪下下料—斜底爐加熱—二輥斜軋穿孔
管坯加熱時採用低溫慢速,加熱出爐溫度控制在1220-1240℃,加熱時間50-60min,軋制節奏控制3支/min,爐內布料支數保持在150支以上。

冷拔

荒管經過去內應力退火、酸洗、潤滑後放置2-3天消除氫脆,再在75t鏈式冷拔機上拔製成品[3]。

總結

通過控制冶煉、軋制,以及採用合理的荒管熱處理工藝後,鋼管冷拔拔制過程中十分順利,未出現裂紋、裂口、拔斷等現象,模具消耗穩定在合理水平,成材率在80%以上。成品鋼管經過熱處理後塑性好,強度高,滿足用戶要求[2]。

概述

國家標準

標準號:GB/T 14975-2012
中文名稱: 結構用不鏽鋼無縫鋼管
英文名稱:Seamless stainless steel tubes for structure
中標分類:H48 ICS分類:77.140.75
標準分類編號:CN 頁數:18
發布日期:2012-11-05 實施日期:2013-05-01 作廢日期: - -
被替代標準: 代替標準:GB/T 14975-2002
引用標準:GB/T 222;GB/T 223.9;GB/T 223.11;GB/T 223.16;GB/T 223.18;GB/T 223.23;GB/T 223.25;GB/T 223.28;GB/T 223.36;GB/T 223.40;GB/T 223.60;GB/T 223.62;GB/T 223.63;GB/T 223.68;GB/T 223.69;GB/T 223.84;GB/T 223.85;GB/T 223.86;GB/T 228.1;GB/T 230.1;GB/T 231.1;GB/T 241;GB/T 242;GB/T 246;GB/T 2102;GB/T 2975;GB/T 4334-2008;GB/T 4340.1;GB/T 5777-2008;GB/T 7735-2004;GB/T 11170;GB/T 17395;GB/T 20066;GB/T 20123;GB/T 20124;GB/T 20878-2007
起草單位:江蘇武進不鏽鋼管廠集團有限公司 歸口單位:全國鋼標準化技術委員

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