Разработка химических составов и режимов термической обработки высокопрочных труб в сероводородостойком исполнении

• Автор: Тихонцева, Надежда Тахировна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 146 с. : ил.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Изготовление бесшовных труб

1.1.1 Производство трубной заготовки

1.1.2 Прокат труб

1.1.3 Термическая обработка труб

1.2 Высокопрочные трубы в сероводородостойком исполнении

1.3 Карбонитридные фазы и их влияние на свойства и структуру сталей

1.3.1 Свойства карбонитридных фаз

1.3.2 Выделение дисперсных фаз при отпуске мартенсита

1.4 Образование аустенита при нагреве

1.5 Мартенситное и бейнитное превращения

1.6 Прокаливаемость стали
1.7 Отпуск стали
1.8 Применение рентгеноструктурного анализа для исследования тонкой структуры металлов
1.9 Механизм коррозионного растрескивания стали в сероводородсодержащих средах
1.9.1 Факторы влияющие на коррозионное растрескивание в среде сероводорода
1.9.2 Стадийность накопления водородной повреждаемости сталей, содержащих неметаллические включения
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал и режимы обработки
2.2 Методики испытаний
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ
3.1 Металлургическое качество
3.2 Рост аустенитного зерна
3.3 Анализ кривых прокаливаемости
3.4 Микроструктура трубной заготовки
Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУБ
4.1 Термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита
4.2 Исследование микроструктуры и механических свойств
труб после различных переделов
4.2.1 Горячедеформированное состояние
4.2.2 Закаленное состояние
4.2.3 После термоулучшения
Выводы
5 ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ТРУБ
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОАО "Синарский трубный завод" выходит на мировой уровень, успешно осваивая крупносерийное производство бесшовных труб по стандартам API 5СТ, API 5L, API 5D, DIN, DIN EN, ASTM, а также по отечественным техническим условиям как в обычном, так и в хладо- и коррозионностойком исполнениях. В последние годы наряду с необходимостью удовлетворения потребности внутреннего рынка наблюдается рост экспортных поставок.
Достижение требуемых параметров, в частности, при производстве труб повышенной сероводородостойкости требует постоянного поиска путей оптимизации химического состава стали и технологии обработки [1].
В настоящее время на предприятиях нефтяного комплекса велика потребность в высокопрочных сероводородостойких трубах. Это связано с освоением новых месторождений, среды которых содержат значительное количество сероводорода, а также с необходимостью добычи нефти на поздних стадиях разработки месторождений, когда нефть отличается высокой степенью обводненности и насыщена сероводородом.
Российские трубные предприятия начали освоение производства данного вида труб сравнительно недавно и нефтедобывающие предприятия в основном приобретают указанную продукцию зарубежом. Отсюда вытекает актуальность представленной работы и востребованность ее результатов как для производителей труб, так и для их потребителей в общероссийском масштабе.
Целыо данной диссертационной работы явилась разработка составов и технологии термической обработки труб и муфтовой заготовки групп прочности L80 и С90 по API 5СТ/ ISO 11960 с дополнительными требованиями по стойкости против сульфидного растрескивания под напряжением.
Исходя из поставленной цели, в работе решались следующие задачи:
1. Исследовать однородность структуры непрырывно-литой заготовки, устойчивость переохлажденного аустенита, склонность к росту аустенитного зерна металла заготовки для производства данного вида труб.

1.7 Отпуск стали
При температурах отпуска 100-200°С в нелегированных
углеродистых сталях происходит выделение пластин а-карбида в областях с высокой плотностью дислокаций и по границам микродвойников [14, 18]. После отпуска при 200-350°С карбидные частицы сохраняют форму тонких извилистых прожилок. Резкого перехода от £-карбида к цементиту не существует. Частицы а -карбида и цементита обнаруживаются
одновременно в соседних кристаллах.
При отпуске в интервале температур 350-400°С карбидные выделения несколько увеличиваются в размере, а их распределение остается в основном таким же, как и при более низкотемпературном отпуске. В данных условиях формируется только цементитная фаза. При данных температурах отпуска происходит некоторое уменьшение плотности дислокаций в мартенситных кристаллах за счет их перестройки, частичной аннигилции, имеется возможность различить отдельную дислокацию на электронномикроскопическом снимке [14].
С повышением температуры отпуска до 450-550°С проявляется тенденция к растворению частиц цементита внутри игольчатых кристаллов и их росту по границам раздела. Вследствие этого дислокации освобождаются от блокирующих частиц , переползают и аннигилируют с дислокациями противоположного знака. Происходит быстрое уменьшение плотности дефектов, и наблюдается появление качественно новых структурных составляющих- субзерен. Образование первых субзерен происходит либо на границах мартенситных кристаллов, либо у границ бывших аустенитных зерен [ 14 ].
После отпуска при 600°С практически все пластинчатые выделения цементита растворяются внутри кристалла, количество субзерен увеличивается, однако это еще обнаруживаются отдельные редкоконтактирующие друг с другом субзерна.