Способ производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали

 

Назначение: изготовление нефте- газопроводных хладостойких труб, стойких в средах, содержащих сероводород, СО и загрязненных сульфатвосстанавливающими бактериями. Сущность изобретения: в способе производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали, включающем выплавку стали, получение литой заготовки, прокатку, промежуточный нагрев, охлаждение, закалку и отпуск, после выплавки сталь продувают в ковше аргоном и обрабатывают синтетическими шлаками, осуществляют горячую прокатку, затем проводят предварительную закалку трубы с температуры нагрева (Аc₃ + (30-50))^oС, промежуточный нагрев до (550 - 600)^oC, правку, охлаждение на воздухе, окончательную закалку из межкритического интервала (750 - 830)^oC и отпуск при (600 - 700)^oC. Технический результат заключается в повышении хладостойкости, коррозионной стойкости труб и расширении области их использования. 1табл.

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при изготовлении нефте- газопроводных хладостойких труб, стойких в средах, содержащих сероводород, СО₂ и загрязненных сульфатвосстанавливающими бактериями.

Известен способ производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали, включающий выплавку стали, получение литой заготовки, прокатку, промежуточный нагрев, охлаждение, закалку и отпуск (SU, патент N 1342426, кл. С 21 D 9/08, 1987, прототип).

Однако, как показала практика, трубы, произведенные по этому способу, нельзя применять при температурах минус 50-60^oС и в средах, загрязненных сульфатвосстанавливающими бактериями, поскольку резко уменьшается их хладостойкость и коррозионная стойкость.

Задачей изобретения является повышение хладостойкости и коррозионной стойкости труб и расширение области их использования.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали, включающем выплавку стали, получение литой заготовки, прокатку, промежуточный нагрев, охлаждение, закалку и отпуск, после выплавки сталь продувают в ковше аргоном и обрабатывают синтетическими шлаками, осуществляют горячую прокатку, затем проводят предварительную закалку трубы с температуры нагрева Ас₃ + (30-50)^oС, промежуточный нагрев до температуры 550-600^oС, правку, охлаждение на воздухе, окончательную закалку из межкритического интервала 750-830^oС и отпуск при 600-700^oС.

В результате обработки в ковше достигается необходимая степень очистки стали от газов и неметаллических включений: содержание водорода снижается на 20-30%, а содержание сульфидов, оксидов силикатов уменьшается вдвое, кроме того, происходит общее измельчение неметаллических включений.

При предварительной закалке трубы с температуры Ас₃ + (30-50)^oС исходное зерно аустенита измельчается, а после охлаждения в воде структура труб по всему объему состоит из мартенсита. При промежуточном нагреве до 550-600^oС происходит распад мартенсита с образованием равномерно распределенных дисперсных карбидов в полигонизованной ферритной матрице. Снижение температуры нагрева ниже 550^oС затрудняет процесс правки труб, а повышение температуры выше 600^oС приводит к увеличению размеров карбидов и уменьшению их количества в результате протекания процессов коалесценции.

При окончательной закалке из межкритического интервала температур образование зародышей аустенита происходит вокруг дисперсных карбидов, и после закалки образуется дуальная феррито-мартенситная структура. После отпуска при 670-700^oС образуется однородная дисперсная структура полигонизованного феррита с мелкими коагулированными частицами карбидов.

В результате применение предлагаемого способа повышается чистота стали по содержанию газов и неметаллических включений, а применение перед окончательной закалкой промежуточного нагрева обеспечивает формирование более дисперсной структуры, чем по прототипу, что и позволяет повысить хладостойкость и коррозионную стойкость труб.

Предлагаемый способ производства труб осуществляется следующим образом.

После выплавки стали производят внепечную обработку путем продувки металла аргоном и обработкой синтетическими шлаками. Затем осуществляют горячую прокатку слитков на трубопрокатной установке пильгерстаном, после прокатки трубы охлаждают на воздухе. Затем производят нагрев в проходной печи до температуры 880-920^oС, охлаждение в водяном спрейере, промежуточный нагрев до 550-600^oС, правку, охлаждение на воздухе, окончательную закалку из межкритического интервала 750-830^oС, охлаждение в водяном спрейере и отпуск в проходной печи при 600-700^oС, охлаждение на воздухе.

Способ был опробован в промышленных условиях на ОАО "Таганрогский металлургический завод" на трубах 73-219 мм из стали 20, содержащей 0,23 С и 0,55% Мn. Результаты металлографического анализа, механических и коррозионных испытаний металла труб приведены в таблице.

Как видно из приведенных данных, получены более высокие результаты по хладостойкости и коррозионной стойкости труб, чем после обработку по прототипу. По сравнению с прототипом обеспечивается получение более чистой стали, вдвое выросли значения ударной вязкости при температуре минус 70^oС, существенно повысилась коррозионная стойкость труб.

Изобретение может быть промышленно использовано в металлургической промышленности.

Формула изобретения

Способ производства бесшовных труб из малоуглеродистой стали, включающий выплавку стали, получение литой заготовки, прокатку, промежуточный нагрев, охлаждение, закалку и отпуск, отличающийся тем, что после выплавки сталь продувают в ковше аргоном и обрабатывают синтетическими шлаками, осуществляют горячую прокатку, затем проводят предварительную закалку трубы с температуры нагрева (Ac₃ + (30 - 50))^oС, промежуточный нагрев до 550 - 600^oС, правку, охлаждение на воздухе, окончательную закалку из межкритического интервала 750 - 830^oС и отпуск при 600 - 700^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1