宝钢镍基合金油套管产品介绍.pdf

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1、中石化西北油田分公司宝钢镍基合金油套管技术交流宝山钢铁股份有限公司2011-08-07汇报内容1.产品开发背景2.产品制造工艺及性能3.产品第三方评估4.产品使用情况5.宝钢优势1.产品开发背景国内外高酸性油气资源的分布中亚加拿大墨西哥湾中国西南地区中东南美1.产品开发背景高酸性油气田环境的主要特征深井、超深井温度、压力提高强腐蚀环境-CO2、H2S、Cl乃至单质S等共存且含量高油气田管材腐蚀更加严重、对镍基合金管的需求强烈！1.产品开发背景H2S腐蚀腐蚀特征----应力腐蚀瞬间开裂、危害性极大常温下渗氢断裂氢致开裂HIC、硫化物应力开裂SSC碳钢、低合金钢、

2、马氏体不锈钢等以SSC失效为主；高温阳极溶解断裂应力腐蚀开裂SCC奥氏体不锈钢、Ni基合金等以SCC失效为主；1.产品开发背景CO2腐蚀特征----腐蚀失重----孔蚀60-80℃最严重•碳钢、低合金钢易腐蚀–耐蚀合金就可以控制»3Cr、13Cr、超级13Cr、22Cr—不含或者含少量H2S时选用；»奥氏体合金、镍基合金——同时含H2S、CO2时选用。1.产品开发背景单质S•强氧化剂--加速腐蚀--导致严重的局部腐蚀和SCC-–有H2O以及Cl存在时4S4HO3HSHSO22242(x)1FeSS2H(x)1FeSHSSy12y122

3、(y)1Fe2SS(x)1FeS2Sy12SO2-SO2-44S0H2SS0H2SH+H+H+H+1.产品开发背景高酸性气井的长期开采•服役条件极为苛刻镍•腐蚀问题成为气田开采主要瓶颈之一基•采用低合金+缓蚀剂方式既不利于降低合成本也不安全金1.产品开发背景典型的铁镍基、镍基合金金相组织•单一的奥氏体组织、通过冷加工强化可以确保铁镍基、镍基合金在高酸性环境长期安全服役。1.产品开发背景油井管常用的铁镍基、镍基合金牌号UNS宝钢牌号C%Cr%Ni%Mo％Fe%合金含量N08028BG2830≤0.0326.0~28.029.5~32.53.0～4.0Bal.62

4、%N08535BG2532≤0.0324.0-27.029.0-36.52.5-4.0Bal.63%铁镍基N08135BG2235≤0.0320.5-23.533.0-38.04.0-5.0Bal.62%N08825BG2242≤0.0519.5~23.538.0~46.02.5～3.5Bal.71%N06985BG2250≤0.01521.0~23.5Bal.6.0～8.018.0~21.080%镍基N06950BG2050≤0.01519.0~21.050.0min8.0～10.015.0~20.083%N10276BG1570≤0.01514.5~16.5Bal.15.

5、0～17.04.0~7.095%2.产品制造工艺及性能合金高温塑性差，变形抗力大，锻造和热挤压易出现开裂，易产生有害析出相；锻造超低碳、超高纯净热挤压度、超低氧、无析出相等要求冶炼产品制造流程及工艺难点(EAF+AOD+ESR)高强度依赖冷轧强化实现，加工硬化程度冷轧极大，冷轧工模具、酸洗、表面质量要求管加工切屑难度大、加高；工效率极低；过程避免碳钢污染2.产品制造工艺及性能Ni-Cr-Fe三元相图900℃恒温铁镍基合金是一种非常容易形成σ相的合金体系2.产品制造工艺及性能ISO13680标准中规定•铁镍基、镍基合金油套管材料微观组织中晶界处不允许存在连续的析出相。金属间化合

6、物、氮化物和碳化物的总含量不超过1.0％，σ相不超过0.5％。2.产品制造工艺及性能CMnPSSiCrCuMoNiFe标准<0.03<1.0<0.03<0.03<1.026~280.6~1.43~429.5~32.5余分析0.0100.960.0120.0020.2327.10.953.5430.13余按照标准范围进行成分控制，也有大量的析出相，且冷轧接箍的-10℃横向冲击值为：10J2.产品制造工艺及性能有析出相的管材在高酸性腐蚀环境下极易产生应力腐蚀和局部腐蚀，腐蚀性能甚至不如普通的碳尖端点蚀坑钢抗硫管。2.产品制造工艺及性能钢种成分优化研究编号SiNiCrMoMnCuA

7、lFe1#0.2029.8226.573.770.400.940.02余2#0.1431.4226.473.580.600.960.02余3#0.1333.1626.863.560.910.950.02余4#0.1131.8725.483.490.790.800.10余5#0.0932.0626.053.390.800.830.14余6#0.1131.8626.773.390.760.880.16余7#0.1031.8827.763.350.600.820.17余8#0.2531.6426.793.27