地質(zhì)鉆探用無縫鋼管

　　地質(zhì)管，用于地質(zhì)鉆探，是供施工隊(duì)伍進(jìn)行地質(zhì)鉆探，按用途可分為地質(zhì)鉆桿、巖心管、套管和沉淀管等。常用材質(zhì)/鋼級：DZ40、DZ50、DZ60、R780等。

　　地質(zhì)鉆探管

　　地質(zhì)鉆探管是用于地質(zhì)鉆探的管材。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，地質(zhì)鉆探管的需求量越來越大， DZ60級地質(zhì)鉆探管過去一直采用45MnMoB鋼制造，依據(jù)市場這一發(fā)展動態(tài)，為抓住機(jī)遇，盡快形成42MnMo7地質(zhì)鉆探管的生產(chǎn)能力，以適應(yīng)市場需求，依托自身技術(shù)力量對42MnMo7的生產(chǎn)工藝進(jìn)行開發(fā)。

　　簡介

　　隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，地質(zhì)鉆探管的需求量越來越大， DZ60級地質(zhì)鉆探管過去一直采用45MnMoB鋼制造，依據(jù)市場這一發(fā)展動態(tài)，為抓住機(jī)遇，盡快形成42MnMo7地質(zhì)鉆探管的生產(chǎn)能力，以適應(yīng)市場需求，依托自身技術(shù)力量對42MnMo7的生產(chǎn)工藝進(jìn)行開發(fā)。

　　鋼種特性分析

　　42MnMo7鋼是德國曼乃斯曼公司按美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API開發(fā)的鋼種，主要用來生產(chǎn)N80油套管，該鋼種為貝氏體鋼， Ac1為720-730℃， Ac3為770-780℃，強(qiáng)度高、塑性低，脆性大，冷加工性能差。資料顯示，要提高42MnMo7鋼的塑性與韌性的途徑如下：

　　1.獲得細(xì)小的晶粒，因?yàn)樨愂象w鋼的有效晶粒尺寸和奧氏體晶粒尺寸的關(guān)系要比鐵素體+珠光體鋼更為密切。所以在貝氏體轉(zhuǎn)變之前最大限度的減小奧氏體晶粒尺寸，從而獲得細(xì)小的晶粒以改善鋼韌性。添加細(xì)化晶粒的元素、合理的熱處理是細(xì)化晶粒的有效措施。

　　2.降低鋼中的P， S， N， H， O以及其它有害元素含量，減少鋼中的非金屬夾雜和適當(dāng)降低鋼中的含碳量。降低鋼中有害元素含量，則可以減少它們在晶界的偏聚，使延遲破壞和環(huán)境脆化的敏感性大大降低;非金屬夾雜物是斷裂的裂紋源，減少非金屬夾雜也就降低了裂紋產(chǎn)生機(jī)率;C強(qiáng)化作用很高，但卻顯著降低韌性，在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)通過適當(dāng)降低C的含量，對提高韌性是有益的。

　　3.最大限度的消除內(nèi)應(yīng)力，鋼管的內(nèi)應(yīng)力主要在冷熱變形過程中由于金屬內(nèi)部產(chǎn)生大量位錯(cuò)，位錯(cuò)的堆集和相互干擾阻止滑移的進(jìn)一步進(jìn)行而產(chǎn)生的。內(nèi)應(yīng)力的存在使得鋼管塑性差，脆性大，只有最大限度的消除了內(nèi)應(yīng)力才能顯著提高鋼管的塑性和韌性。

　　4.減少表面氧化脫碳、吸氫.貝氏體鋼強(qiáng)度高塑性差，表面輕微的缺陷都有可能使鋼管產(chǎn)生裂紋和脆性斷裂。因此要對鋼坯加熱、鋼管的熱處理及酸洗進(jìn)行嚴(yán)格控制。

　　主要工藝流程

　　電弧爐初煉——爐外精煉——方坯連鑄——管坯軋制——管坯穿孔——荒管熱處理——鋼管冷拔——成品熱處理——鋼管矯正——驗(yàn)收——包裝入庫

　　主要工藝特點(diǎn)

　　42MnMo7煉鋼工藝

　　42MnMo7冶煉的關(guān)鍵是成分控制，降低有害雜質(zhì)和氣體含量是避免鑄坯中的偏析，因此對冶煉工藝作了如下要求：

　　a.熔化過程注意控制吹氧強(qiáng)度，確保熔清碳大于0. 50%，終點(diǎn)碳大于0. 20%;

　　b.由于錳鐵加入量大，為防止錳鐵增P引起P超標(biāo)，初煉爐放鋼P(yáng)≤0.10%，放鋼溫度大于1640℃;

　　c.按95%的回收率隨鋼流加入鈮鐵;

　　d.吊包溫度:首包1580-1590℃ ，續(xù)包1560-1570℃。

　　管坯軋制

　　42MnMo7為中碳貝氏體系列鋼，添加了一定量的Nb，Nb的加入可以阻止奧氏體原始晶粒在鋼坯加熱過程中的長大。考慮到把Nb固溶到奧氏體中及確保在再結(jié)晶區(qū)域軋制，因此加熱溫度設(shè)定為1180-1220℃。控制終軋溫度的目的為細(xì)化晶粒，防止管坯塑性劣化，大量研究表明：通過在奧氏體臨界溫度附近軋制，由于變形溫度降低，奧氏體再結(jié)晶能力弱，奧氏體晶體被壓延拉長，同時(shí)變形過程產(chǎn)生的位錯(cuò)等缺陷不易消失，因此提供了大量的形核位置，形核率高，晶粒細(xì)化鋼材韌性好。軋制工藝控制中確定終軋溫度為Ar3+(50-100)℃約820-870℃。

　　管坯穿孔

　　坯料檢驗(yàn)—剪切下料—斜底爐加熱—二輥斜軋穿孔

　　管坯加熱時(shí)采用低溫慢速，加熱出爐溫度控制在1220-1240℃，加熱時(shí)間50-60min，軋制節(jié)奏控制3支/min，爐內(nèi)布料支數(shù)保持在150支以上。

　　冷拔

　　荒管經(jīng)過去內(nèi)應(yīng)力退火、酸洗、潤滑后放置2-3天消除氫脆，再在75t鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)上拔制成品。

　　總結(jié)

　　通過控制冶煉、軋制，以及采用合理的荒管熱處理工藝后，鋼管冷拔拔制過程中十分順利，未出現(xiàn)裂紋、裂口、拔斷等現(xiàn)象，模具消耗穩(wěn)定在合理水平，成材率在80%以上。成品鋼管經(jīng)過熱處理后塑性好，強(qiáng)度高，滿足用戶要求。