[发明专利]一种高抗H2S腐蚀石油油井套管J55的生产方法

说明书

本发明公开了一种高抗H₂S腐蚀石油油井套管J55的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷、制管和热处理工序。本发明在成分设计上，采用低C、低P、低S降低带状偏析，减少开裂及回火脆性倾向；通过低气体O、N、H含量，提高钢的低温韧性及焊接耐蚀性；通过加入Nb、Cr、Mo以形成钝化膜，防止氢的进入，从而达到有效抑制硫化氢腐蚀速度效果；采用TMCP轧制工艺，结合低温卷取技术，保证奥氏体相变在较低温度发生，以获得极细铁素体组织，从而实现高抗H₂S腐蚀石油油井套管J55的生产。本发明使石油油井套管行业的安全性能得到了更大的提升，具有产品成本低、综合性能优良等特点。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高抗H2S腐蚀石油油井套管J55的生产方法。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展，对能源需求量不断增加，能源供需矛盾日渐突出，对含有酸性介质的高硫石油和天然气也列入了我国能源开发日程，因此在酸性环境中使用的抗腐蚀管线用钢需求量呈高速增长态势。

石油套管J55在输送酸性油、气时，管道内部接触H₂S、CO₂和Cl^-。硫化氢(H₂S)是石油和天然气中最具腐蚀作用的有害介质之一，其主要腐蚀破坏形式为氢致裂纹开裂（HIC）及硫化物应力腐蚀（SSCC），氢致裂纹开裂可使管线在没有任何明显预兆的情况下突然开裂，其破坏性和危害性极大。同时运输管线外壁还与土壤和地下水中的硝酸根离子、氢氧根离子、碳酸根离子和酸式碳酸根离子等酸性介质接触，因而管线的腐蚀问题难以避免。为确保油、气运输的安全性及正常运营，管线必须具备良好的抗腐蚀能力。

高抗H₂S腐蚀石油套管J55在井下因腐蚀导致穿孔或者因受到地壳的压力产生破裂，因其使用环境的特殊性，对钢的成分设计、冶炼技术和轧制工艺及冶金装备水平均提出十分严格的要求，目前国内对于输送H₂S的石油套管，不论是板卷生产，还是焊管制造，均缺乏实际应用的经验。而国内外大量管道建设工程对抗腐蚀热轧板卷均有较大需求，抗腐管线钢产品具备厚度大、强度高、韧性好和焊接性能等优点，代表了油、气输送管道的发展方向，2017年，仅我国西北地区的长庆油田需求量就达3～4万吨，全国在10万吨以上。因此开发酸性环境中使用的抗腐蚀管线用钢势在必行，市场前景广阔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高抗H2S腐蚀石油油井套管J55的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高抗H2S腐蚀石油油井套管J55的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、卷取、开卷和制管工序；所述连铸工序，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04～0.07%，Si：0.13～0.17%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.012%，S≤0.002%，Als：0.010～0.055%，Nb：0.026～0.033%，Mo：0.1～0.12%，Ti：0.01～0.02%，Cr：0.10～0.14%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述轧制工序，粗轧3+5道次，在最后道次轧制出口温度为1040～1065℃，精轧入口温度941～962℃；所述卷取工序，卷取温度为513～547℃。

本发明所述炼钢工序，钢水中气体T.O≤0.0012%、[H]≤0.00015%、[N]≤0.0045%；精练Ca处理工序，添加纯钙线调节钢水中Ca含量为0.0035～0.0055%，Ca线与钢水中Al₂O₃夹杂及S化物反应，转变成低熔点复合氧化物，有利于其聚合长大从钢水中排除，提高抗HIC腐蚀性，出钢钢水中P≤0.012%、S≤0.002%。