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HP2 13Cr無縫鋼管油井管的研制
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-12-04
為了解決油井管在CO2、H2S、Cl-共存條件下的耐腐蝕難題，國內(nèi)外油井管生產(chǎn)企業(yè)相繼開發(fā)了2Cr13、HP2 13Cr、雙相不銹鋼、鐵鎳基及鎳基合金油井管，以滿足不同井況的需求。其中，HP2 13Cr主要用于高CO2分壓環(huán)境，通常H2S分壓在0.003MPa以下可安全使用。
? ?“十二五”期間，我國油氣當量將達到3億噸或以上。隨著油氣田開采數(shù)量逐年增加，且逐步向深井、海下、復(fù)雜工況條件的區(qū)域發(fā)展，使用的油井管線在數(shù)量需求增長的同時，品種質(zhì)量要求也在不斷提高。為了解決油井管在CO2、H2S、Cl-共存條件下的耐腐蝕難題，國內(nèi)外油井管生產(chǎn)企業(yè)相繼開發(fā)了2Cr13、HP2?13Cr、雙相不銹鋼、鐵鎳基及鎳基合金油井管，以滿足不同井況的需求。其中，HP2?13Cr主要用于高CO2分壓環(huán)境，通常H2S分壓在0.003MPa以下可安全使用。
與普通馬氏體不銹鋼相比，HP2?13Cr碳含量大幅度降低，ω（C）最高為0.03%，增加了ω（Ni）（4.5～5.5%）和ω（Mo）（1.5～2.5%），使其在強度、硬度提高的同時，韌性得到改善。HP2?13Cr克服了傳統(tǒng)馬氏體在焊接過程中的應(yīng)力裂紋敏感性以及可焊性差等缺點，耐CO2、H2S的腐蝕能力大幅度提高。我國HP2?13Cr管材基本依賴進口，不僅耗費巨資，且制約我國石油工業(yè)發(fā)展，甚至威脅到國家能源安全。
依據(jù)ISO?13680:2010《石油和天然氣工業(yè)?用作管套、管道和接箍的耐腐合金無縫鋼管?交貨技術(shù)條件》及NACE?RP0775-1991《油田生產(chǎn)中腐蝕掛片的準備、安裝及實驗數(shù)據(jù)的分析》標準要求。HP2?13Cr工藝流程：與普通13Cr無縫鋼管相比，HP2?13Cr無縫鋼管在成分控制、金相組織、腐蝕性能等方面均有更為嚴格的要求。與國內(nèi)外通用的熱軋工藝不同，HP2?13Cr采用熱擠壓工藝進行生產(chǎn)。
油管最常用的規(guī)格為Φ73.02mm×5.51mm，結(jié)合成品規(guī)格尺寸，設(shè)計全線的生產(chǎn)工藝流程如下：冶煉（電爐+VOD冶煉）→制坯（模鑄+徑鍛，坯料為Φ230mm圓棒）→制管（擠壓+調(diào)質(zhì)）→成品（檢驗評價）。實物性能檢測結(jié)果表明：
（1）采用“熱擠壓+調(diào)質(zhì)熱處理”工藝生產(chǎn)的HP2?13Cr無縫鋼管，其成品管性能滿足ISO?13680∶2010標準要求。
（2）熱擠壓后HP2?13Cr無縫鋼管的組織存在明顯的條帶狀δ鐵素體，通過后續(xù)的調(diào)質(zhì)熱處理，δ鐵素體可以溶解，總量可控制在1%以下。不同正火溫度對δ鐵素體及晶粒度的形態(tài)均有明顯影響。
（3）利用高溫高壓釜對HP2?13Cr無縫鋼管試樣在含CO2及CO2/H2S共存條件下進行失重試驗，其在高含CO2、H2S條件下均為輕度腐蝕。
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