RU2599474C1 - High corrosion resistance pipe - Google Patents
High corrosion resistance pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599474C1 RU2599474C1 RU2015117628/02A RU2015117628A RU2599474C1 RU 2599474 C1 RU2599474 C1 RU 2599474C1 RU 2015117628/02 A RU2015117628/02 A RU 2015117628/02A RU 2015117628 A RU2015117628 A RU 2015117628A RU 2599474 C1 RU2599474 C1 RU 2599474C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpa
- corrosion resistance
- vanadium
- molybdenum
- manganese
- Prior art date
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 30
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 12
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 20
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 15
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001175 peptic effect Effects 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241000227272 Agarista populifolia Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству труб нефтяного сортамента, которые могут эксплуатироваться как в обычных условиях, так и в скважинах с коррозионно-агрессивными средами, содержащими сероводород (H2S) и углекислый газ (СО2).The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to the production of oil-grade tubes, which can be operated both under normal conditions and in wells with corrosive media containing hydrogen sulfide (H 2 S) and carbon dioxide (CO 2 ).
Известно производство труб в коррозионностойком исполнении из сталей с различным содержанием хрома, которые условно можно разделить на две группы по содержанию хрома: до 1% и более 1%.It is known to manufacture pipes in a corrosion-resistant version from steels with different chromium contents, which can conditionally be divided into two groups according to the chromium content: up to 1% and more than 1%.
Первая группа труб (содержание хрома до 1%) относится к сероводородостойкому исполнению и изготовлена из сталей со следующим содержанием элементов (масс.%):The first group of pipes (chromium content up to 1%) relates to a hydrogen sulfide-resistant version and is made of steel with the following element content (wt.%):
15ХФА - углерод 0,13; марганец 0,52; кремний 0,27; хром 0,57; молибден 0,02; сера 0,007; фосфор 0,013; алюминий 0,042; ванадий 0,048 [Металловедение и термическая обработка, №2 (656), 2010. с. 9-14];15XFA - carbon 0.13; manganese 0.52; silicon 0.27; chrome 0.57; molybdenum 0.02; sulfur 0.007; phosphorus 0.013; aluminum 0.042; vanadium 0,048 [Metallurgy and heat treatment, No. 2 (656), 2010. p. 9-14];
32ХГ - углерод 0,32; марганец 0,72; кремний 0,27; хром 1,02; молибден 0,01; сера 0,006; фосфор 0,008; алюминий 0,02 [Инженерная практика, №11-12, 2011. с. 18-21];32HG - carbon 0.32; manganese 0.72; silicon 0.27; chrome 1.02; molybdenum 0.01; sulfur 0.006; phosphorus 0.008; aluminum 0.02 [Engineering practice, No. 11-12, 2011. p. 18-21];
26ХМФА-2 - углерод 0,26/0,27; марганец 0,62/0,58; кремний 0,24/0,24; хром 0,94/0,89; молибден 0,53/0,52; никель 0,09/0,14; медь 0,013/0,20; сера 0,004/0,006; фосфор 0,010/0,006; алюминий 0,01/0,02; ванадий 0,04/0,04; ниобий 0,003/-; титан 0,005/- [Металловедение и термическая обработка, №5 (623), 2007. с. 18-22] / [Инженерная практика, №11-12, 2011. с. 18-21].26KHMFA-2 - carbon 0.26 / 0.27; manganese 0.62 / 0.58; silicon 0.24 / 0.24; chromium 0.94 / 0.89; molybdenum 0.53 / 0.52; nickel 0.09 / 0.14; copper 0.013 / 0.20; sulfur 0.004 / 0.006; phosphorus 0.010 / 0.006; aluminum 0.01 / 0.02; vanadium 0.04 / 0.04; niobium 0.003 / -; titanium 0.005 / - [Metallurgy and heat treatment, No. 5 (623), 2007. p. 18-22] / [Engineering practice, No. 11-12, 2011. p. 18-21].
Недостатком применения данных сталей для производства труб является низкая стойкость против язвенной коррозии в средах, содержащих растворенный углекислый газ, скорость локальной коррозии достигает 8 мм/год, рекомендован низкий рабочий диапазон по парциальному давлению углекислого газа (0,01-0,05 МПа).The disadvantage of using these steels for the production of pipes is the low resistance to peptic corrosion in environments containing dissolved carbon dioxide, the local corrosion rate reaches 8 mm / year, a low operating range for the partial pressure of carbon dioxide (0.01-0.05 MPa) is recommended.
Вторая группа труб (содержание хрома более 1%), предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, изготовлена из стали со следующим содержанием элементов (мас.%): углерод 0,1-0,35; хром 1,0-6,0; молибден 0,4-1,0, после нормализации и двойного отпуска [пат. РФ №2368836, опубл. 27.09.2009].The second group of pipes (chromium content more than 1%), designed for use in aggressive environments containing hydrogen sulfide and carbon dioxide, is made of steel with the following content of elements (wt.%): Carbon 0.1-0.35; chrome 1.0-6.0; molybdenum 0.4-1.0, after normalization and double tempering [US Pat. RF №2368836, publ. 09/27/2009].
Недостатком применения данной стали для производства труб является низкий запас по уровню прочностных свойств, максимально возможно достижение группы прочности Ε в соответствии с ГОСТ 633-80 (предел прочности не менее 689 МПа и предел текучести не менее 552 МПа), а также проведение термической обработки в три стадии ведет к потери производительности за счет проведения неоднократной загрузки термического оборудования в условиях серийного поточного процесса изготовления труб.The disadvantage of using this steel for pipe production is a low margin in terms of strength properties, it is possible to achieve a strength group Ε in accordance with GOST 633-80 (tensile strength of at least 689 MPa and yield strength of at least 552 MPa), as well as heat treatment in three stages leads to loss of productivity due to the repeated loading of thermal equipment in the conditions of a serial in-line process of manufacturing pipes.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является труба из стали, имеющей следующее соотношение компонентов (мас.%):Closest to the claimed invention is a steel pipe having the following ratio of components (wt.%):
углерод 0,14-0,23,carbon 0.14-0.23,
кремний 0,14-0,40,silicon 0.14-0.40,
марганец 0,50-0,90,manganese 0.50-0.90,
ниобий 0,02-0,08,niobium 0.02-0.08,
ванадий 0,05-0,17,vanadium 0.05-0.17,
алюминий 0,020-0,050,aluminum 0,020-0,050,
титан 0,005-0,030,titanium 0.005-0.030,
хром 0,60-1,10,chrome 0.60-1.10,
сера не более 0,010,sulfur not more than 0.010,
фосфор не более 0,015,phosphorus no more than 0.015,
азот не более 0,010,nitrogen not more than 0.010,
никель не более 0,30,nickel no more than 0.30,
медь не более 0,30,copper no more than 0.30,
кальций 0,0010-0,0030,calcium 0.0010-0.0030,
кислород не более 20ppm,oxygen no more than 20ppm,
водород не более 2ppm;hydrogen no more than 2ppm;
остальное железо и неизбежные примеси;the rest is iron and inevitable impurities;
при хромовом эквиваленте Crэкв=[Cr]+2·[Mo]+5·[V]+1,5·[Nb]+1.5·[Ti], равном 1,6≤Crэкв≤2,5 (пат. РФ №2437954, опубл. 27.12.2011).with the chromium equivalent Cr eq = [Cr] + 2 · [Mo] + 5 · [V] + 1.5 · [Nb] + 1.5 · [Ti] equal to 1.6 ≤ Cr eq ≤ 2.5 (US Pat. RF №2437954, publ. 12/27/2011).
Недостатком данного состава при изготовлении труб нефтяного сортамента является невысокая стойкость против язвенной коррозии в средах, содержащих углекислый газ, возможность их применения только в средах с соотношением Pco2/Рн2s≤20, что обусловливает в них протекание коррозионного разрушения под воздействием сероводорода (водородное расслоение, сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением) при малой доле развития углекислотной коррозии. Кроме того, недостаточно полно реализовано положительное влияние хрома, меди и никеля на коррозионную стойкость труб против углекислотной коррозии в виду их малого содержания в данном химическом составе.The disadvantage of this composition in the manufacture of oil range pipes is the low resistance to peptic corrosion in environments containing carbon dioxide, the possibility of their use only in environments with a ratio of Pco 2 / Rn 2 s≤20, which leads to corrosion damage under the influence of hydrogen sulfide (hydrogen delamination, sulfide stress corrosion cracking) with a small proportion of the development of carbon dioxide corrosion. In addition, the positive effect of chromium, copper and nickel on the corrosion resistance of pipes against carbon dioxide corrosion is not fully realized due to their low content in this chemical composition.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение коррозионной стойкости металла труб в средах, содержащих сероводород (при парциальном давлении H2S до 1,5 МПа) и углекислый газ (при парциальном давлении СО2 до 0,1 МПа) как одновременно, так и в отдельности с достижением уровня прочностных свойств (предел прочности не менее 655 МПа и предел текучести от 552 до 758 МПа), соответствующих группам прочности N80 тип Q, L80 тип 1, R95 (К, Е, Л) по отечественным нормативным стандартам и международному стандарту API Spec 5CT/ISO 11961, и сопротивления ударным нагрузкам при минус 60°С не менее 70 Дж/см2.The technical problem to which the claimed invention is directed is to provide corrosion resistance of pipe metal in environments containing hydrogen sulfide (at a partial pressure of H 2 S up to 1.5 MPa) and carbon dioxide (at a partial pressure of CO 2 up to 0.1 MPa) as simultaneously and separately with the achievement of the level of strength properties (tensile strength of at least 655 MPa and yield strength of 552 to 758 MPa), corresponding to strength groups N80 type Q, L80 type 1, R95 (K, E, L) according to domestic regulatory standards and international standard API Spec 5CT / ISO 11961, and resistance to impact loads at minus 60 ° С not less than 70 J / cm 2 .
Указанный результат достигается тем, что труба повышенной коррозионной стойкости, выполненная из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, алюминий, никель, медь, железо и неизбежные примеси, содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):This result is achieved in that the pipe of increased corrosion resistance, made of steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, aluminum, nickel, copper, iron and inevitable impurities, contains components in the following ratio (wt.%):
углерод 0,15-0,25carbon 0.15-0.25
кремний 0,15-0,35silicon 0.15-0.35
марганец 0,40-0,70manganese 0.40-0.70
хром 0,70-1,50chrome 0.70-1.50
молибден 0,10-0,30molybdenum 0.10-0.30
ванадий 0,03-0,08vanadium 0.03-0.08
алюминий 0,015-0,050aluminum 0.015-0.050
сера не более 0,010sulfur not more than 0.010
фосфор не более 0,015phosphorus no more than 0.015
азот не более 0,012nitrogen no more than 0.012
медь 0,15-0,35copper 0.15-0.35
никель не более 0,30nickel no more than 0.30
железо иiron and
неизбежные примеси остальное,unavoidable impurities rest,
при этом она имеет предел прочности не менее 655 МПа и предел текучести от 552 до 758 МПа, сопротивление ударным нагрузкам при минус 60°С не менее 70 Дж/см2 however, it has a tensile strength of at least 655 MPa and a yield strength of 552 to 758 MPa, impact resistance at minus 60 ° C of at least 70 J / cm 2
Также указанный результат достигается тем, что труба повышенной коррозионной стойкости, выполненная из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, алюминий, никель, медь, железо и неизбежные примеси, содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):Also, this result is achieved in that the pipe of increased corrosion resistance, made of steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, aluminum, nickel, copper, iron and inevitable impurities, contains components in the following ratio (wt.%) :
углерод 0,15-0,25carbon 0.15-0.25
кремний 0,15-0,35silicon 0.15-0.35
марганец 0,40-0,70manganese 0.40-0.70
хром 0,70-1,50chrome 0.70-1.50
молибден 0,10-0,30molybdenum 0.10-0.30
ванадий 0,03-0,08vanadium 0.03-0.08
алюминий 0,015-0,050aluminum 0.015-0.050
сера не более 0,010sulfur not more than 0.010
фосфор не более 0,015phosphorus no more than 0.015
азот не более 0,012nitrogen no more than 0.012
медь 0,15-0,35copper 0.15-0.35
никель 0,30-0,70nickel 0.30-0.70
железо иiron and
неизбежные примеси остальное,unavoidable impurities rest,
при этом при этом она имеет предел прочности не менее 655 МПа и предел текучести от 552 до 758 МПа, сопротивление ударным нагрузкам приat the same time, it has a tensile strength of at least 655 MPa and a yield strength of 552 to 758 MPa, and shock resistance at
Технический результат, обеспечиваемый за счет выбранного соотношения отдельных химических элементов в стали, определяется следующими факторами.The technical result provided by the selected ratio of individual chemical elements in steel is determined by the following factors.
Углерод (0,15-0,25) позволяет обеспечить требуемый уровень прочностных свойств в результате закалки с отпуском, максимальное ограничение 0,25% позволяет избежать избыточного образования карбидной фазы и значительных структурных напряжений, что отрицательно влияет на стойкость металла в сероводородсодержащих средах.Carbon (0.15-0.25) allows you to provide the required level of strength properties as a result of tempering with tempering, the maximum limit of 0.25% avoids excessive formation of the carbide phase and significant structural stresses, which negatively affects the resistance of the metal in hydrogen sulfide-containing media.
Марганец (0,40-0,70) обеспечивает прочность в дополнении к эффекту раскисления стали. При введении марганца более 1,0% ухудшаются вязкопластические свойства и снижается коррозионная стойкость стали в виду того, что свыше 0,80% возможно образование ликвационной неоднородности металла.Manganese (0.40-0.70) provides strength in addition to the deoxidizing effect of steel. With the introduction of manganese more than 1.0%, the viscoplastic properties deteriorate and the corrosion resistance of the steel decreases because more than 0.80% is possible the formation of segregation heterogeneity of the metal.
Хром (0,70-1,50) оказывает положительный эффект на повышение прокаливаемости, особенно в присутствии карбидообразующих элементов, таких как молибден и ванадий за счет повышения его содержания в твердом растворе при аустенитизации. Также хром оказывает положительное влияние на стойкость против язвенной углекислотной коррозии за счет образования защитного слоя на поверхности раздела металл - среда.Chromium (0.70-1.50) has a positive effect on increasing hardenability, especially in the presence of carbide-forming elements such as molybdenum and vanadium due to an increase in its content in solid solution during austenitization. Also, chromium has a positive effect on resistance against peptic carbon dioxide corrosion due to the formation of a protective layer at the metal-medium interface.
Молибден (0,10-0,30) при совместном введении с хромом повышает коррозионную стойкость в сероводородсодержащих средах и обеспечивает достаточный уровень вязкопластических свойств, в том числе при отрицательных температурах, за счет подавления сегрегаций вредных примесей (серы, фосфора и др) по границам зерен.Molybdenum (0.10-0.30), when combined with chromium, increases the corrosion resistance in hydrogen sulfide-containing media and provides a sufficient level of viscoplastic properties, including at low temperatures, by suppressing the segregation of harmful impurities (sulfur, phosphorus, etc.) at the boundaries grains.
Ванадий (0,03-0,08) способствует измельчению зеренной структуры и упрочнению стали за счет образования мелкодисперсных карбидов и нитридов.Vanadium (0.03-0.08) contributes to the grinding of the grain structure and hardening of steel due to the formation of finely dispersed carbides and nitrides.
Содержание в стали более двух сильных карбидо- и нитридообразующих элементов (таких как ванадий, ниобий, титан и др) нецелесообразно, так как это может привести к снижению коррозионной стойкости из-за возможного образования грубых включений по границам зерен, а процесс перехода их в твердый раствор требует высоких температур аустенитизации, что является нетехнологичным.The content in the steel of more than two strong carbide and nitride forming elements (such as vanadium, niobium, titanium, etc.) is impractical, as this can lead to a decrease in corrosion resistance due to the possible formation of coarse inclusions at the grain boundaries, and their transition to solid the solution requires high austenitization temperatures, which is non-technological.
Медь (0,15-0,35) оказывает непосредственное влияние на защитные свойства продуктов коррозии путем образования плотного слоя окислов при окислении поверхности металла, что служит барьером для дальнейшего проникновения агрессивных сред к металлу, при этом не оказывает видимого влияния на уровень механических свойств. При увеличении содержания меди более 0,35% возрастает вероятность ее отрицательного влияния при горячей обработке давлением, связанного с образованием поверхностных трещин.Copper (0.15-0.35) has a direct effect on the protective properties of corrosion products by the formation of a dense layer of oxides during oxidation of the metal surface, which serves as a barrier to the further penetration of aggressive media to the metal, and does not have a visible effect on the level of mechanical properties. With an increase in copper content of more than 0.35%, the likelihood of its negative influence during hot pressure treatment, associated with the formation of surface cracks, increases.
Никель (0,30-0,70) увеличивает защитные свойства металла против коррозии за счет его склонности к пассивации и обогащению границы раздела металл - среда, что позволяет его применять наряду с хромом для повышения стойкости против язвенной углекислотной коррозии.Nickel (0.30-0.70) increases the protective properties of the metal against corrosion due to its tendency to passivation and enrichment of the metal-medium interface, which allows it to be used along with chromium to increase resistance against ulcerative carbon dioxide corrosion.
В условиях Синарского трубного завода были изготовлены трубы с известным и предлагаемым в изобретении соотношением компонентов.Under the conditions of the Sinarsky Pipe Plant, pipes were manufactured with the ratio of components known and proposed in the invention.
Результаты промышленного изготовления приведены в таблице 1 - варианты химического состава, таблице 2 - оценка загрязненности неметаллическими включениями, таблице 3 - механические свойства и таблице 4 - оценка коррозионной стойкости.The results of industrial manufacturing are shown in table 1 - chemical composition options, table 2 - assessment of contamination by non-metallic inclusions, table 3 - mechanical properties and table 4 - assessment of corrosion resistance.
Как видно из приведенных результатов исследования, достигаемый уровень механических свойств и коррозионная стойкость в средах, содержащих сероводород и углекислый газ, после закалки с отпуском позволяют рекомендовать предлагаемые трубы к использованию в коррозионностойком исполнении. Результаты испытаний на коррозионную стойкость против углекислотной коррозии, проведенные с помощью автоклавной установки, которая позволяет достаточно точно моделировать условия работы скважины путем создания высоких давлений и температур, подтверждают стойкость предлагаемых труб в условиях избыточного давления углекислого газа и применимость данного решения для повышения коррозионной стойкости в средах с парциальным давлением углекислого газа до 0,1 МПа. Также на предлагаемых трубах достигнут высокий уровень ударной вязкости при отрицательной температуре испытания минус 60°С (KCV-60 180-261 Дж/см2), что требуется для хладостойком исполнения применительно к условиям Северных регионов добычи нефти и газа.As can be seen from the results of the study, the achieved level of mechanical properties and corrosion resistance in environments containing hydrogen sulfide and carbon dioxide, after quenching with tempering, make it possible to recommend the proposed pipes for use in a corrosion-resistant design. The results of tests for corrosion resistance against carbon dioxide corrosion, carried out using an autoclave installation, which allows you to accurately simulate the conditions of the well by creating high pressures and temperatures, confirm the resistance of the proposed pipes under conditions of excess pressure of carbon dioxide and the applicability of this solution to increase corrosion resistance in environments with a partial pressure of carbon dioxide up to 0.1 MPa. Also, the proposed pipes achieved a high level of impact strength at a negative test temperature of minus 60 ° C (KCV -60 180-261 J / cm 2 ), which is required for cold-resistant performance in relation to the conditions of the Northern regions of oil and gas production.
Claims (2)
при этом труба имеет предел прочности не менее 655 МПа, предел текучести от 552 до 758 МПа и сопротивление ударным нагрузкам при минус 60°С не менее 70 Дж/см2.1. The pipe increased corrosion resistance made of steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, aluminum, sulfur, phosphorus, nitrogen, nickel, copper, iron and inevitable impurities, characterized in that it is made of steel, containing components in the following ratio, wt.%:
wherein the pipe has a tensile strength of at least 655 MPa, a yield strength of 552 to 758 MPa, and impact resistance at minus 60 ° C of at least 70 J / cm 2 .
при этом труба имеет предел прочности не менее 655 МПа, предел текучести от 552 до 758 МПа и сопротивление ударным нагрузкам при минус 60°С не менее 70 Дж/см2. 2. A pipe of increased corrosion resistance made of steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, aluminum, sulfur, phosphorus, nitrogen, nickel, copper, iron and inevitable impurities, characterized in that it is made of steel, containing components in the following ratio, wt.%:
wherein the pipe has a tensile strength of at least 655 MPa, a yield strength of 552 to 758 MPa, and impact resistance at minus 60 ° C of at least 70 J / cm 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117628/02A RU2599474C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | High corrosion resistance pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117628/02A RU2599474C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | High corrosion resistance pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2599474C1 true RU2599474C1 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015117628/02A RU2599474C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | High corrosion resistance pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599474C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2363877C2 (en) * | 2004-12-07 | 2009-08-10 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Pipe made of martensite stainless steel for oil wells |
| WO2011136175A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 住友金属工業株式会社 | High-strength stainless steel for oil well and high-strength stainless steel pipe for oil well |
| RU2494166C2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-09-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Stainless steel for oil well, pipe from said steel and method of making stainless steel for oil well |
| RU2534566C1 (en) * | 2010-09-14 | 2014-11-27 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Thick-wall welded steel pipe with excellent low-temperature impact strength, manufacturing method of thick-wall welded steel pipe with excellent low-temperature impact strength, and steel plate for production of thick-wall welded steel pipe |
| RU2549023C1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Method of production of rolled plates with strength class k65, x80, l555 to manufacture arc welded pipes of main pipelines |
-
2015
- 2015-05-08 RU RU2015117628/02A patent/RU2599474C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2363877C2 (en) * | 2004-12-07 | 2009-08-10 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Pipe made of martensite stainless steel for oil wells |
| RU2494166C2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-09-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Stainless steel for oil well, pipe from said steel and method of making stainless steel for oil well |
| WO2011136175A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 住友金属工業株式会社 | High-strength stainless steel for oil well and high-strength stainless steel pipe for oil well |
| RU2534566C1 (en) * | 2010-09-14 | 2014-11-27 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Thick-wall welded steel pipe with excellent low-temperature impact strength, manufacturing method of thick-wall welded steel pipe with excellent low-temperature impact strength, and steel plate for production of thick-wall welded steel pipe |
| RU2549023C1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Method of production of rolled plates with strength class k65, x80, l555 to manufacture arc welded pipes of main pipelines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2403970B1 (en) | Low alloy steel with a high yield strength and high sulphide stress cracking resistance | |
| RU2459884C1 (en) | Tube from high-strength stainless steel with high cracking resistance at strains in sulphide-bearing medium and high-temperature gas corrosion resistance on exposure to carbon dioxide | |
| US10240221B2 (en) | Stainless steel seamless pipe for oil well use and method for manufacturing the same | |
| JP6056132B2 (en) | Austenitic and ferritic duplex stainless steel for fuel tanks | |
| JPWO2007023804A1 (en) | Seamless steel pipe for line pipe and manufacturing method thereof | |
| WO2005017222A1 (en) | High strength stainless steel pipe excellent in corrosion resistance for use in oil well and method for production thereof | |
| EA023196B1 (en) | Low-alloy steel having a high yield strength and a high sulphide-induced stress cracking resistance | |
| WO2016079920A1 (en) | High-strength stainless steel seamless pipe for oil wells | |
| KR101568520B1 (en) | High strength and toughness hot rolled steel sheet having excellent hic resistance, steel pipe produced by the same and method for manufacturing thereof | |
| RU2437954C1 (en) | Corrosion resistant steel for oil-gas extracting equipment | |
| KR101920973B1 (en) | Austenitic steel having excellent surface properties and method for manufacturing thereof | |
| US10640857B2 (en) | Low alloy steel with a high yield strength and high sulphide stress cracking resistance | |
| RU2594769C1 (en) | Corrosion-resistant steel for seamless hot-rolled tubing and casing pipes high operational reliability and pipe made therefrom | |
| WO2018020972A1 (en) | High strength seamless steel pipe and riser | |
| RU2599474C1 (en) | High corrosion resistance pipe | |
| RU2635205C2 (en) | Method for thermal processing of oil pipe sortament made of corrosion-resistant steel | |
| RU2564191C2 (en) | Pipe from steel resistant to corrosion in medium of hydrocarbon and carbon dioxide | |
| KR102170945B1 (en) | Austenitic stainless steels excellent in fatigue life and manufacturing method thereof | |
| KR101614623B1 (en) | Corrosion resistance duplex stainless steel and manufacturing method thereof | |
| KR20110043192A (en) | High strength martensitic free cutting stainless steel and its manufacturing method | |
| KR101714913B1 (en) | Hot-rolled steel sheet having excellent resistance of hydrogen induced crack and sulfide stress crack for use in oil well and method for manufacturing the same | |
| RU2552796C2 (en) | High-strength drilling pipe | |
| KR20150124811A (en) | Steel sheet for line pipe and method of manufacturing the same | |
| KR20210028382A (en) | High corrosion resistant austenitic stainless steel with excellent impact toughness and hot workability | |
| KR101326800B1 (en) | High strength free cutting stainless steel |