способ термической обработки труб
Классы МПК: | C21D9/08 полых изделий или труб C21D8/10 при изготовлении полых изделий |
Автор(ы): | Прохоров Н.Н., Галиченко Е.Н., Медведев А.П., Тетюева Т.В., Лаптев В.А., Дегай А.С., Григорьев А.Г., Давыдов В.Я., Меньшикова Р.Н., Меньшикова Р.Н., Губин Ю.Г., Катюшкин В.Г. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Северский трубный завод", Предприятие "Белозерное" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-12-15 публикация патента:
20.11.1997 |
Назначение: производство электросварных и бесшовных труб, изготавливаемых на установках с пильгерстаном для производства труб нефтяного сортамента, а также соединительных деталей к ним, стойких к коррозионному растрескиванию в средах, содержащих Н2S и СО2. Сущность изобретения: по способу термической обработки труб, включающему первый нагрев выше Ас3, охлаждение в воде, второй нагрев в межкритический интервал температур (Ас1 - Ас3), охлаждение и высокий отпуск с последующим охлаждением на воздухе, первый нагрев ведут до Ас3 - (Ас3+50)oС, после второго нагрева охлаждают в воде, а нагрев под отпуск до (550 - Ас1)oС. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ термической обработки труб, включающий первый нагрев выше Асз, охлаждение в воде, второй нагрев в межкритический интервал температур (Ас1 Ас3), охлаждение и высокий отпуск с последующим охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что первый нагрев ведут до Ас3 (Ас3 + 50)oС, после второго нагрева охлаждают в воде, а нагрев под отпуск ведут до (550 Ас1)oС.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при изготовлении бесшовных и электросварных труб нефтяного сортамента и соединительных деталей, хладостойких к коррозионному растрескиванию в средах, содержащих Н2S и СО2 (СКРН). Данный способ преимущественно применим для мало-, среднеуглеродистых сталей, а также комплекснолегированных углеродистых сталей. Известен способ термической обработки сварных труб, включающий нормализацию сварного шва, после которой производят неполную закалку и отпуск [1]Однако при такой обработке сохраняется структурная неоднородность зоны шва и остальной части периметра, а применительно к бесшовным трубам, сортамента установок с пильгерстаном наблюдается присущая этому способу значительная структурная неопределенность по толщине стенки и длине труб. В результате после термической обработки сохраняется анизотропия свойств, трубы обладают низкой хладостойкостью и стойкостью к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ термической обработки трубных изделий из конструкционных сталей, включающий первый нагрев выше Ас3, охлаждение в воде, второй нагрев в межкритический интервал температур (Ас1 Ас3), охлаждение и высокий отпуск с последующим охлаждением на воздухе [2]
Этот способ несколько повышает пластические свойства и ударную вязкость по линии сплавления, но значения ударной вязкости при температуре -40oС и коррозионные свойства остаются ниже требуемых. Технической задачей изобретения является разработка способа термической обработки электросварных и бесшовных труб нефтяного сортамента, а также соединительных деталей к ним, обеспечивающего повышение хладостойкости и коррозионной стойкости в средах, содержащих Н2S и СО2 и повышению тем самым надежности этих изделий. Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что в способе термической обработки труб, включающем первый нагрев выше Ас3, охлаждение в воде, второй нагрев в межкритический интервал температур (Ас1 Ас3), охлаждение и высокий отпуск с последующим охлаждением на воздухе, первый нагрев ведут до Ас3 (Ас3 + 50)oС, после второго нагрева охлаждают в воде, а нагрев под отпуск ведут до (550 Ас1)oС. При первом нагреве до температуры Ас3 (Ас3+50)oС, исходное зерно в результате фазовой перекристаллизации измельчается, после охлаждения в воде структура по всему объему трубы состоит из мартенсита и бейнита, которые в свою очередь имеют дисперсную структуру. При повторном нагреве в критическом интервале температур (Ас3 Ас1)oС аустенитные участки равномерно располагаются в феррите, поскольку зародыши аустенита образуются в местах с высокой концентрацией дислокаций и атомов углерода, а также на границах мартенситных кристаллов и вокруг бейнитных карбидов. При этом происходит дополнительное измельчение аустенитного зерна, а феррит приобретает полигонизованную структуру, так как не подвергается фазовой перекристаллизации. После охлаждения в воде равномерно распределенных участках аустенита образуется мартенсит, а последующий отпуск приводит к образованию однородной дисперсной структуры полигонизованного феррита с мелкими коагулированными частицами цементита. Кроме того, в результате значительного повышения удельной поверхности межзеренных границ происходит снижение концентрации вредных примесей по границе аустенита. Все это приводит к формированию благоприятного структурного состояния с точки зрения сопротивления хрупкому разрушению и коррозионной повреждаемости. Предлагаемый способ термической обработки труб и соединительных деталей к ним осуществляется следующим образом. После прокатки или сварки трубы и соединительных деталей их охлаждают на воздухе, затем производят первый нагрев в секционной проходной печи до температуры Ас3 (Ас3+50)oС, охлаждают в водяном спрейере, проводят второй нагрев до температуры (Ас3 Ас1)oС, охлаждают в водяном спрейере и проводят отпуск в проходной печи при температуре (550 Ас1)oС. Способ был апробирован в промышленных условиях на электросварных трубах 219 х 5-8 мм и бесшовных трубах размером (219-325) х (8-25) мм, полученных на установке с пильгерстаном. Результаты лабораторных и промысловых испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, высокие результаты, относящиеся к задаче изобретения, получены как на бесшовных, так и на электросварных трубах. По сравнению с прототипом снижена анизотропия свойств, значения ударной вязкости при температуре -40oС на поперечных образцах возросли примерно в 8 раз, пороговое напряжение СКРН на 106% а стойкость к коррозии на 59%
Изобретение может быть промышленно использовано в производстве электросварных и бесшовных труб, изготавливаемых на установках с пильгерстаном для производства труб нефтяного сортамента, а также соединительных деталей к ним, стойких к коррозионному растрескиванию в средах, содержащих Н2S и СО2.
Класс C21D9/08 полых изделий или труб
Класс C21D8/10 при изготовлении полых изделий