耐腐蝕石油套管用鋼的組織和性能研究
發(fā)布時間:2021-01-13 05:41
近年來,全球?qū)κ团c天然氣資源的需求量不斷增長,石油天然氣鉆探開發(fā)所面臨的形勢日趨復(fù)雜。鉆采深度、難度不斷增加,對石油套管用鋼力學(xué)性能的要求不斷提高。同時油氣田中腐蝕性介質(zhì)對石油套管造成損傷的案例不斷增多,對石油套管的耐腐蝕性提出了更高的要求。熱處理作為提高材料性能的重要手段,廣泛應(yīng)用于鋼鐵材料的生產(chǎn)中。通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?尋求力學(xué)性能與耐腐蝕性能的最佳配合,對于石油套管的工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。本文研究了不同熱處理工藝對25Cr2MoVA鋼顯微組織、力學(xué)性能、耐腐蝕性能的影響規(guī)律,為耐腐蝕石油套管用鋼的熱加工提供理論依據(jù)。首先研究了淬火溫度對25Cr2MoVA鋼組織和性能的影響規(guī)律,確定最佳的淬火溫度。25Cr2MoVA鋼試樣在最佳淬火溫度淬火后,研究回火溫度對25Cr2MoVA鋼組織和性能的影響規(guī)律,確定最佳的回火溫度。研究結(jié)果表明,在870℃990℃溫度范圍內(nèi)淬火,顯微硬度先升高后降低,910℃淬火時,合金元素固溶在基體中,提高了顯微硬度,最高為553HV。不同溫度淬火試樣在620℃回火后,隨淬火溫度的升高,抗拉強(qiáng)度從1246MPa升高到1548MPa,沖擊韌...
【文章來源】:重慶科技學(xué)院重慶市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石油套管井下示意圖
圖 1.2 淬火溫度對 27MnCrV 鋼 0℃沖擊斷口形貌的影響(a) (b) 890℃淬火;(c) (d)820℃淬火f quenching temperature on morphology of impact fracture of steel 27MnCquenching at 890℃; (c) (d) quenching at 820℃ 含量的鋼相比,13Cr 鋼對 Cl 離子腐蝕環(huán)境中較敏感,Cl 離鈍化膜的完整性,氧化還原反應(yīng)消耗氧氣,且氧氣不發(fā)生擴(kuò) Cl 離子在點(diǎn)蝕坑中聚集。Siyuan Lu[33]等人研究發(fā)現(xiàn),13Cr火,分別在 300℃、500℃和 650℃回火。發(fā)現(xiàn)回火溫度為 300-M3C 碳化物,回火溫度為 500℃時,析出的是納米尺寸的富溫度為 650℃時,析出的是亞微米尺寸的富 Cr 的 M23C6碳00℃回火試樣的耐腐蝕性略降低。高溫回火,特別是 500℃23C6碳化物會導(dǎo)致13Cr鋼顯微組織中碳化物周圍區(qū)域貧Cr,環(huán)境下形成致密性的鈍化膜,導(dǎo)致材料的耐腐蝕性降低。容
性能:使用維氏硬度計、拉伸試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī),測試VA 鋼的力學(xué)性能。使用掃描電子顯微鏡,對沖擊斷口的宏。蝕性:根據(jù)井下實(shí)際工作情況,配置腐蝕介質(zhì),如介質(zhì) 氣田注入水、介質(zhì) B-油氣田采出水。使用電化學(xué)工作站進(jìn)析不同熱處理后 25Cr2MoVA 鋼的電化學(xué)腐蝕性能;饻囟认 25Cr2MoVA 鋼試樣進(jìn)行腐蝕失重試驗(yàn),利用掃樣腐蝕形貌、腐蝕產(chǎn)物。線、材料力學(xué)、材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)和材料腐蝕與防護(hù)等在井下的實(shí)際使用工況,以 25Cr2MoVA 鋼為研究對象,研A 鋼的力學(xué)性能及腐蝕性能。先研究淬火工藝對組織和性火工藝。在最佳淬火工藝基礎(chǔ)上研究回火工藝對組織和性 1.3 所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]套損井與取心井相似井段識別及其巖石力學(xué)參數(shù)確定方法[J]. 邢岳堃,張廣清,李世遠(yuǎn),王元元,楊瀟. 石油鉆探技術(shù). 2017(04)
[2]制備工藝對石油套管組織和強(qiáng)韌性的影響[J]. 唐明華,汪新衡,趙健明. 材料熱處理學(xué)報. 2017(04)
[3]Q125鋼級SEW石油套管的熱處理工藝[J]. 李周波,蘆琳,畢宗岳,張峰,黃曉江,劉亞明. 材料熱處理學(xué)報. 2016(05)
[4]回火溫度對一種新型石油套管鋼力學(xué)性能的影響[J]. 曹晶晶,李河宗,李陽,趙文武. 材料熱處理學(xué)報. 2015(11)
[5]中碳Cr-Mn-Si低合金耐磨鑄鋼熱處理的研究[J]. 馬煥楠,米國發(fā),許磊,鄭喜平. 材料導(dǎo)報. 2015(S1)
[6]兩次調(diào)質(zhì)對170ksi超高強(qiáng)度石油套管組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張旭,王鑫,李恒政,扈立,王正. 天津冶金. 2015(02)
[7]低Ni,Cr,Cu和Mo高性能橋梁鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為[J]. 陳俊,唐帥,劉振宇,王國棟. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(07)
[8]鈮對09CuPRe耐候鋼耐工業(yè)大氣腐蝕性能的影響[J]. 董方,卜凡超,趙曉輝,劉彬. 腐蝕與防護(hù). 2013(12)
[9]N80石油套管的沖擊試驗(yàn)與分析[J]. 馮定,馬威,劉顯,張樹民,張紅,施雷,晏健,李志敏. 石油天然氣學(xué)報. 2013(10)
[10]石油套管抗擠性能研究[J]. 王軍,畢宗岳,張峰,李周波,黨濤,李超,趙勇. 焊管. 2013(09)
博士論文
[1]鐵素體/珠光體型鋼板內(nèi)部質(zhì)量及其影響因素研究[D]. 馮銳.山東大學(xué) 2013
[2]超深井用高強(qiáng)高韌V150油套管的研究與開發(fā)[D]. 李陽華.中南大學(xué) 2013
碩士論文
[1]一種低合金鋼的電化學(xué)腐蝕行為研究[D]. 任國琪.西安石油大學(xué) 2015
[2]J55鋼在模擬海水中不同流速下的腐蝕機(jī)理研究[D]. 董昭.西安石油大學(xué) 2015
[3]一種鉻鋁合金化鋼的腐蝕性能研究[D]. 薛玉娜.西安石油大學(xué) 2014
[4]鋁鉻合金化的J55鋼腐蝕特征研究[D]. 劉明.西安石油大學(xué) 2013
[5]100V-Cr-Mo石油套管材料組織與性能研究[D]. 彭先明.蘭州理工大學(xué) 2012
[6]700MPa級冷軋耐候雙相鋼組織性能研究[D]. 吳靜.東北大學(xué) 2012
[7]海洋工程系泊鏈鋼的腐蝕及防護(hù)研究[D]. 朱才進(jìn).江蘇科技大學(xué) 2011
[8]B-Ni復(fù)合添加的低合金高強(qiáng)度鋼調(diào)質(zhì)工藝的研究[D]. 李顯達(dá).山東大學(xué) 2011
[9]轉(zhuǎn)爐流程彈簧鋼生產(chǎn)工藝的研究[D]. 周丹.江蘇大學(xué) 2010
本文編號:2974326
【文章來源】:重慶科技學(xué)院重慶市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
石油套管井下示意圖
圖 1.2 淬火溫度對 27MnCrV 鋼 0℃沖擊斷口形貌的影響(a) (b) 890℃淬火;(c) (d)820℃淬火f quenching temperature on morphology of impact fracture of steel 27MnCquenching at 890℃; (c) (d) quenching at 820℃ 含量的鋼相比,13Cr 鋼對 Cl 離子腐蝕環(huán)境中較敏感,Cl 離鈍化膜的完整性,氧化還原反應(yīng)消耗氧氣,且氧氣不發(fā)生擴(kuò) Cl 離子在點(diǎn)蝕坑中聚集。Siyuan Lu[33]等人研究發(fā)現(xiàn),13Cr火,分別在 300℃、500℃和 650℃回火。發(fā)現(xiàn)回火溫度為 300-M3C 碳化物,回火溫度為 500℃時,析出的是納米尺寸的富溫度為 650℃時,析出的是亞微米尺寸的富 Cr 的 M23C6碳00℃回火試樣的耐腐蝕性略降低。高溫回火,特別是 500℃23C6碳化物會導(dǎo)致13Cr鋼顯微組織中碳化物周圍區(qū)域貧Cr,環(huán)境下形成致密性的鈍化膜,導(dǎo)致材料的耐腐蝕性降低。容
性能:使用維氏硬度計、拉伸試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī),測試VA 鋼的力學(xué)性能。使用掃描電子顯微鏡,對沖擊斷口的宏。蝕性:根據(jù)井下實(shí)際工作情況,配置腐蝕介質(zhì),如介質(zhì) 氣田注入水、介質(zhì) B-油氣田采出水。使用電化學(xué)工作站進(jìn)析不同熱處理后 25Cr2MoVA 鋼的電化學(xué)腐蝕性能;饻囟认 25Cr2MoVA 鋼試樣進(jìn)行腐蝕失重試驗(yàn),利用掃樣腐蝕形貌、腐蝕產(chǎn)物。線、材料力學(xué)、材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)和材料腐蝕與防護(hù)等在井下的實(shí)際使用工況,以 25Cr2MoVA 鋼為研究對象,研A 鋼的力學(xué)性能及腐蝕性能。先研究淬火工藝對組織和性火工藝。在最佳淬火工藝基礎(chǔ)上研究回火工藝對組織和性 1.3 所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]套損井與取心井相似井段識別及其巖石力學(xué)參數(shù)確定方法[J]. 邢岳堃,張廣清,李世遠(yuǎn),王元元,楊瀟. 石油鉆探技術(shù). 2017(04)
[2]制備工藝對石油套管組織和強(qiáng)韌性的影響[J]. 唐明華,汪新衡,趙健明. 材料熱處理學(xué)報. 2017(04)
[3]Q125鋼級SEW石油套管的熱處理工藝[J]. 李周波,蘆琳,畢宗岳,張峰,黃曉江,劉亞明. 材料熱處理學(xué)報. 2016(05)
[4]回火溫度對一種新型石油套管鋼力學(xué)性能的影響[J]. 曹晶晶,李河宗,李陽,趙文武. 材料熱處理學(xué)報. 2015(11)
[5]中碳Cr-Mn-Si低合金耐磨鑄鋼熱處理的研究[J]. 馬煥楠,米國發(fā),許磊,鄭喜平. 材料導(dǎo)報. 2015(S1)
[6]兩次調(diào)質(zhì)對170ksi超高強(qiáng)度石油套管組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張旭,王鑫,李恒政,扈立,王正. 天津冶金. 2015(02)
[7]低Ni,Cr,Cu和Mo高性能橋梁鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為[J]. 陳俊,唐帥,劉振宇,王國棟. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(07)
[8]鈮對09CuPRe耐候鋼耐工業(yè)大氣腐蝕性能的影響[J]. 董方,卜凡超,趙曉輝,劉彬. 腐蝕與防護(hù). 2013(12)
[9]N80石油套管的沖擊試驗(yàn)與分析[J]. 馮定,馬威,劉顯,張樹民,張紅,施雷,晏健,李志敏. 石油天然氣學(xué)報. 2013(10)
[10]石油套管抗擠性能研究[J]. 王軍,畢宗岳,張峰,李周波,黨濤,李超,趙勇. 焊管. 2013(09)
博士論文
[1]鐵素體/珠光體型鋼板內(nèi)部質(zhì)量及其影響因素研究[D]. 馮銳.山東大學(xué) 2013
[2]超深井用高強(qiáng)高韌V150油套管的研究與開發(fā)[D]. 李陽華.中南大學(xué) 2013
碩士論文
[1]一種低合金鋼的電化學(xué)腐蝕行為研究[D]. 任國琪.西安石油大學(xué) 2015
[2]J55鋼在模擬海水中不同流速下的腐蝕機(jī)理研究[D]. 董昭.西安石油大學(xué) 2015
[3]一種鉻鋁合金化鋼的腐蝕性能研究[D]. 薛玉娜.西安石油大學(xué) 2014
[4]鋁鉻合金化的J55鋼腐蝕特征研究[D]. 劉明.西安石油大學(xué) 2013
[5]100V-Cr-Mo石油套管材料組織與性能研究[D]. 彭先明.蘭州理工大學(xué) 2012
[6]700MPa級冷軋耐候雙相鋼組織性能研究[D]. 吳靜.東北大學(xué) 2012
[7]海洋工程系泊鏈鋼的腐蝕及防護(hù)研究[D]. 朱才進(jìn).江蘇科技大學(xué) 2011
[8]B-Ni復(fù)合添加的低合金高強(qiáng)度鋼調(diào)質(zhì)工藝的研究[D]. 李顯達(dá).山東大學(xué) 2011
[9]轉(zhuǎn)爐流程彈簧鋼生產(chǎn)工藝的研究[D]. 周丹.江蘇大學(xué) 2010
本文編號:2974326
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