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石油套管强韧化热处理工艺

  27MnCrV是生产TP110T钢级石油管套的新型钢种，常规生产TP110T钢级石油管套钢种是29CrMo44和26CrMo4。相对于后两者，27MnCrV含有较少的Mo元素，可以极大地降低生产成本。然而采用正常的奥氏体化淬火处理工艺生产27MnCrV后存在明显的高温回火脆性，造成冲击韧性偏低且不稳定。

  解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性。、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。

  27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度在740-810℃之间选取。亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温时间15min；淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。由于亚温淬火在α+γ两相区加热，在保留部分未溶解铁素体状态下进行淬火，在保持较高强度的同时，韧性得到提高。

  同时低温淬火较常规温度低，减小了淬火的应力，从而减小了淬火的变形，这样保证了热处理的生产的顺利操作，而且为后续的车丝加工等提供了很好的原料。

  目前该工艺在天津钢管的管加工厂已得以应用，质保数据表明，热处理后的钢管屈服强度Rt0.6在820-860MPa，抗拉强度Rm在910-940MPa，冲击韧性Akv在65-85J间，抗毁性能合格。数据表明，27MnCrV钢管已是相当优质的高钢级石油套管，另一方面也表明了亚温淬火工艺是钢制品生产中避免高温脆性时的一种极好方法。

  石油套管是一种大口径管材，起到固定石油和天然气油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里，用水泥固定，以防止井眼隔开岩层和井眼坍塌、并保证钻探泥浆循环流动，以便于钻探开采。在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管-保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，-支撑井口设备并保持套管的其他层重量。技术石油套管-分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管。-以便在钻井内安装反爆裂装置、防漏装置及尾管。油层石油套管-将石油和天然气从地表下的储藏层里导出。-用于保护钻井，将钻探泥浆分层。石油套管生产时，外径通常为114.3毫米到508毫米。

钢管在经过微张力减径机定径时，由于金属的横向变形(沿径向流动)导致钢管管壁不均匀增厚，使其横截面的内孔呈“六方形”，俗称“内六方”。“内六方”是金属横向不均匀变形的结果，也是钢管壁厚不均匀的一种特殊表现形式。

  西宁特殊钢集团有限责任公司(简称西宁特钢)生产的热轧钢管，轧机单机架 减径率为3.5%，平均张力系数小于0.48，采用微张力轧制，三辊式十四架两电机集中差速传动微张力减径机定径，能使钢管的直径和壁厚达到终成品尺寸。但这套设备在轧制小直径的厚壁钢管时，易出现“内六方”缺陷J，严重影响壁厚和内径精度，本工作主要通过调整减径率和修改减径机孑L型参数，制定的生产工艺能有效降低“内六方”缺陷。