高頻爐設備對石油套管進行熱處理
石油套管是用來支撐油、氣井井壁的鋼管,是連接工藝管道的管件,內(nèi)孔帶有螺紋,其工作條件十分惡劣,在工作過程中不但承受套管柱產(chǎn)生的拉力,同時要承受地層蠕動等而產(chǎn)生的挫斷力以及射孔帶來的開裂力,因此對套管的綜合力學性能要求十分嚴格,為此,許多廠家采用高頻爐設備進行熱處理,效果非常好。今天,我們就一起看看石油套管的高頻熱處理工藝。
1)熱處理工藝
1、在熱處理工藝參數(shù)中,主要影響其性能的因素有淬火加熱溫度、冷卻介質(zhì)的溫度、回火溫度和時間等。其國際上通常采用的強韌化處理方法有調(diào)質(zhì)處理(含軋后直接淬火+高溫回火處理)、;、常化+回火以及軋制后回火等,可根據(jù)具體套管的技術(shù)指標來確定熱處理工藝。需要注意非調(diào)質(zhì)鋼制作N80鋼級石油套管,普遍存在強度有余而韌性不足的缺陷。
為滿足其技術(shù)要求,對于34Mn6石油套管應采用高頻爐設備進行調(diào)質(zhì)處理,其工藝為:860-870℃加熱后在10-30℃的水中冷卻,石油套管的強度、塑性和韌性等均達到了設計要求。
36Mn2V鋼的常規(guī)熱處理工藝為:860℃加熱,油冷,640℃回火后空冷,其熱處理后的力學性能符合技術(shù)要求。
42MnMo7鋼屬于調(diào)質(zhì)鋼,采用其制作的N80級套管在我國已經(jīng)應用有10年的歷史了,在調(diào)質(zhì)處理后具有優(yōu)良的力學性能(良好的強度與高的韌性),而目前經(jīng)過工藝試驗,采用熱軋+高溫回火(560℃)的熱處理工藝,成功解決了必須進行調(diào)質(zhì)處理的難題,降低了套管的熱處理生產(chǎn)成本。
2)熱處理工藝分析與實施要點
1、從34Mn6鋼的試驗結(jié)果分析,加熱溫度從800-900℃的過程中,在870℃左右均呈現(xiàn)出理想的技術(shù)指標;淬火冷卻水的溫度則對其沒有影響;回火溫度升高其延伸率與沖擊功上升,而抗拉與屈服強度略有降低,可見在滿足要求的前提下,在630-650℃進行回火是適宜的。
2、可以對36Mn2V鋼油套管進行亞溫淬火強韌化處理,其比普通淬火溫度降低50-70℃,具有延長使用壽命、降低能耗、減小熱處理變形與開裂的傾向,同時提高了力學性能。其強韌化的機理使晶粒細化,少量未熔鐵素體能阻止裂紋的擴展,使殘余奧氏體增多以及改善有害雜質(zhì)元素的分布,故提高了強韌性,同時也降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,抑制了鋼的可逆回火脆性。
本文簡單分析了石油套管的高頻熱處理工藝,許多廠家采用上述工藝進行熱處理,生產(chǎn)出的石油套管質(zhì)量良好,滿足了其工作需要。