具有超耐腐蚀性的新型15Cr不锈钢油井管的研发解答.doc

具有超耐腐蚀性的新型15Cr不锈钢油井管的研发DEVELOPMENT OF NEW 15Cr STAINLESS STEEL OCTG WITH SUPERIOR CORROSION RESISTANCE 作者： Mitsuo Kimura, Takanori Tamari, Yoshio Yamazaki and Kei Sakata 起止页码： 出版日期（期刊号）： 出版单位： Mitsuo Kimura, Takanori Tamari, Yoshio Yamazaki and Kei Sakata JFE Steel Corporation, Steel Research Laboratories Kawasaki-cho, Handa, Aichi, 475-8611, Japan Ryosuke Mochizuki JFE Steel Corporation, Chita Works 1-1 Kawasaki-cho,Handa, Aichi, 475-8611, Japan 摘要 具有高强度和耐腐蚀性的不锈钢油井管（新15Cr钢0.03C-15Cr-6Ni-2Mo- ICU）已研发且它在石油和天然气生产方面的能力已经显现。新型15Cr钢管的屈服强度高于861MPa（125ksi），在极低温条件下可以获得良好的韧性该材料即使在200℃高温下也具有很高的强度，耐二氧化碳腐蚀性能得到显著改善，以至于已研发的钢管在CO2分压为15MPa时的临界温度高于200℃。通过使溶液中Cr的溶解度的增加可以使新型15Cr钢管获得良好的耐腐蚀性能。除了这些，在弱的酸性环境中新型15Cr钢不仅具有高屈服强度，还表现出良好的耐硫化物应力开裂性能。对于已研发的钢管来说由于钢管中还有大量的铬和钼元素良好的耐点蚀性良好的耐硫化物应力腐蚀开裂性能关键词：马氏体不锈钢，铬，镍，钼铜，无缝管，油井管，二氧化碳腐蚀，硫化物应力开裂性，韧性简介 对国家石油管材（油井管）来说，高二氧化碳（CO2）和环境[1,2]下由于API 13%Cr（常规13Cr）钢管良好的，石油管材的应用正在稳步增加，然而，传统的13Cr钢管在含有硫化氢（H2S）的酸性环境中易生硫化物应力开裂（SSC）[3,4]且在高温下的耐腐蚀性能低。此外，为了满足的发展，高强度油管应运而生，现已经研发出大量的具有高强度和超耐腐蚀性能的超级13Cr钢[5-8]。这些材料在高温和高CO2环境中具有良好的耐腐蚀性能已经被广泛的应用在石油管材领域中。然而，超级13Cr钢的使用极限为170℃[9]，双相不锈钢在高温下具有良好的耐腐蚀性，已经在更恶劣的条件下使用。但它们非常昂贵，提高了生产成本。，我们开发了新的具有超高耐腐蚀性能的高强度不锈钢油井管它的屈服强度大于125ksi（861MPa）在200℃（392F）时，腐蚀速率低于0.127mm/y。本文介绍了已研发的新型15Cr钢管的力学性能和耐腐蚀性能。 实验过程在这个实验中使用了四种钢管。管子的化学成分见表1。表1 管道检测的化学成分（质量%） 用来作比较材料的有商业级13Cr（常规13Cr）钢管，超级13Cr钢和25Cr双相不锈钢管。新型15Cr钢管包含0.03C，15Cr，6Ni，2Mo和1Cu。传统的13Cr钢管含有0.2％C，而超级13Cr钢管是含4-5％的镍和1-2％的钼的低碳型钢管。新型15Cr钢管经淬火和轧后回火后可获得861MPa（125 ksi）的屈服强度。新型15Cr钢管的力学性能见表2。而传统13Cr，超级13Cr和双相不锈钢管的屈服等级分别为551MPa（80ksi），654MPa（95ksi）和861MPa（125ksi）。  表2 15Cr钢管拉伸性能 YS (MPa) TS (MPa) EI （%） New 15Cr 923 1067 28.8 将二氧化碳腐蚀试验的从中壁切断。其尺寸为3x25x50mm。每个被安置在一釜，且其为溶解有0.3-15MCO2的20％饱和溶液。测试温度为100至230，测试时间为14天。进行。通过质量损失率对二氧化碳的耐腐蚀性进行了评价。 通过恒载荷拉伸试验和符合NACE TM0177指定的C-环试验对耐应力腐蚀开裂进行了评估。测试环境20％氯化钠溶液通过0.5％乙酸（冰醋酸）和溶解有0.001到0.03硫化氢和二氧化碳平衡气体的饱和醋酸钠（乙酸钠）溶液将PH值控制在2.8到4.5之间。应力是125ksi等级100％的最小屈服强度（SMYS）测试时间为720小时。结果 力学性能 温度对新15Cr钢管拉伸性能的影响如图1所示。这种新材料与传统的25Cr双相不锈钢管相比，25Cr双相不锈钢的屈服强度随温度的上升而下降。该25Cr双相不锈钢在200的屈服强度低于700Ma。另