耐腐蚀石油套管用钢的组织和性能研究
发布时间：2021-01-13 05:41
近年来,全球对石油与天然气资源的需求量不断增长,石油天然气钻探开发所面临的形势日趋复杂。钻采深度、难度不断增加,对石油套管用钢力学性能的要求不断提高。同时油气田中腐蚀性介质对石油套管造成损伤的案例不断增多,对石油套管的耐腐蚀性提出了更高的要求。热处理作为提高材料性能的重要手段,广泛应用于钢铁材料的生产中。通过适当的热处理,寻求力学性能与耐腐蚀性能的最佳配合,对于石油套管的工业生产具有重要的意义。本文研究了不同热处理工艺对25Cr2MoVA钢显微组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响规律,为耐腐蚀石油套管用钢的热加工提供理论依据。首先研究了淬火温度对25Cr2MoVA钢组织和性能的影响规律,确定最佳的淬火温度。25Cr2MoVA钢试样在最佳淬火温度淬火后,研究回火温度对25Cr2MoVA钢组织和性能的影响规律,确定最佳的回火温度。研究结果表明,在870℃990℃温度范围内淬火,显微硬度先升高后降低,910℃淬火时,合金元素固溶在基体中,提高了显微硬度,最高为553HV。不同温度淬火试样在620℃回火后,随淬火温度的升高,抗拉强度从1246MPa升高到1548MPa,冲击韧...
【文章来源】：重庆科技学院重庆市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石油套管井下示意图
图 1.2 淬火温度对 27MnCrV 钢 0℃冲击断口形貌的影响(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℃ 含量的钢相比，13Cr 钢对 Cl 离子腐蚀环境中较敏感，Cl 离钝化膜的完整性，氧化还原反应消耗氧气，且氧气不发生扩 Cl 离子在点蚀坑中聚集。Siyuan Lu[33]等人研究发现，13Cr火，分别在 300℃、500℃和 650℃回火。发现回火温度为 300-M3C 碳化物，回火温度为 500℃时，析出的是纳米尺寸的富温度为 650℃时，析出的是亚微米尺寸的富 Cr 的 M23C6碳00℃回火试样的耐腐蚀性略降低。高温回火，特别是 500℃23C6碳化物会导致13Cr钢显微组织中碳化物周围区域贫Cr，环境下形成致密性的钝化膜，导致材料的耐腐蚀性降低。容
性能：使用维氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机，测试VA 钢的力学性能。使用扫描电子显微镜，对冲击断口的宏。蚀性：根据井下实际工作情况，配置腐蚀介质，如介质 气田注入水、介质 B-油气田采出水。使用电化学工作站进析不同热处理后 25Cr2MoVA 钢的电化学腐蚀性能。火温度下 25Cr2MoVA 钢试样进行腐蚀失重试验，利用扫样腐蚀形貌、腐蚀产物。线、材料力学、材料现代分析测试技术和材料腐蚀与防护等在井下的实际使用工况，以 25Cr2MoVA 钢为研究对象，研A 钢的力学性能及腐蚀性能。先研究淬火工艺对组织和性火工艺。在最佳淬火工艺基础上研究回火工艺对组织和性 1.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]套损井与取心井相似井段识别及其岩石力学参数确定方法[J]. 邢岳堃,张广清,李世远,王元元,杨潇. 石油钻探技术. 2017(04)
[2]制备工艺对石油套管组织和强韧性的影响[J]. 唐明华,汪新衡,赵健明. 材料热处理学报. 2017(04)
[3]Q125钢级SEW石油套管的热处理工艺[J]. 李周波,芦琳,毕宗岳,张峰,黄晓江,刘亚明. 材料热处理学报. 2016(05)
[4]回火温度对一种新型石油套管钢力学性能的影响[J]. 曹晶晶,李河宗,李阳,赵文武. 材料热处理学报. 2015(11)
[5]中碳Cr-Mn-Si低合金耐磨铸钢热处理的研究[J]. 马焕楠,米国发,许磊,郑喜平. 材料导报. 2015(S1)
[6]两次调质对170ksi超高强度石油套管组织和力学性能的影响[J]. 张旭,王鑫,李恒政,扈立,王正. 天津冶金. 2015(02)
[7]低Ni,Cr,Cu和Mo高性能桥梁钢的动态再结晶行为[J]. 陈俊,唐帅,刘振宇,王国栋. 东北大学学报(自然科学版). 2014(07)
[8]铌对09CuPRe耐候钢耐工业大气腐蚀性能的影响[J]. 董方,卜凡超,赵晓辉,刘彬. 腐蚀与防护. 2013(12)
[9]N80石油套管的冲击试验与分析[J]. 冯定,马威,刘显,张树民,张红,施雷,晏健,李志敏. 石油天然气学报. 2013(10)
[10]石油套管抗挤性能研究[J]. 王军,毕宗岳,张峰,李周波,党涛,李超,赵勇. 焊管. 2013(09)
博士论文
[1]铁素体/珠光体型钢板内部质量及其影响因素研究[D]. 冯锐.山东大学 2013
[2]超深井用高强高韧V150油套管的研究与开发[D]. 李阳华.中南大学 2013
硕士论文
[1]一种低合金钢的电化学腐蚀行为研究[D]. 任国琪.西安石油大学 2015
[2]J55钢在模拟海水中不同流速下的腐蚀机理研究[D]. 董昭.西安石油大学 2015
[3]一种铬铝合金化钢的腐蚀性能研究[D]. 薛玉娜.西安石油大学 2014
[4]铝铬合金化的J55钢腐蚀特征研究[D]. 刘明.西安石油大学 2013
[5]100V-Cr-Mo石油套管材料组织与性能研究[D]. 彭先明.兰州理工大学 2012
[6]700MPa级冷轧耐候双相钢组织性能研究[D]. 吴静.东北大学 2012
[7]海洋工程系泊链钢的腐蚀及防护研究[D]. 朱才进.江苏科技大学 2011
[8]B-Ni复合添加的低合金高强度钢调质工艺的研究[D]. 李显达.山东大学 2011
[9]转炉流程弹簧钢生产工艺的研究[D]. 周丹.江苏大学 2010
本文编号：2974326
【文章来源】：重庆科技学院重庆市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石油套管井下示意图
图 1.2 淬火温度对 27MnCrV 钢 0℃冲击断口形貌的影响(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℃ 含量的钢相比，13Cr 钢对 Cl 离子腐蚀环境中较敏感，Cl 离钝化膜的完整性，氧化还原反应消耗氧气，且氧气不发生扩 Cl 离子在点蚀坑中聚集。Siyuan Lu[33]等人研究发现，13Cr火，分别在 300℃、500℃和 650℃回火。发现回火温度为 300-M3C 碳化物，回火温度为 500℃时，析出的是纳米尺寸的富温度为 650℃时，析出的是亚微米尺寸的富 Cr 的 M23C6碳00℃回火试样的耐腐蚀性略降低。高温回火，特别是 500℃23C6碳化物会导致13Cr钢显微组织中碳化物周围区域贫Cr，环境下形成致密性的钝化膜，导致材料的耐腐蚀性降低。容
性能：使用维氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机，测试VA 钢的力学性能。使用扫描电子显微镜，对冲击断口的宏。蚀性：根据井下实际工作情况，配置腐蚀介质，如介质 气田注入水、介质 B-油气田采出水。使用电化学工作站进析不同热处理后 25Cr2MoVA 钢的电化学腐蚀性能。火温度下 25Cr2MoVA 钢试样进行腐蚀失重试验，利用扫样腐蚀形貌、腐蚀产物。线、材料力学、材料现代分析测试技术和材料腐蚀与防护等在井下的实际使用工况，以 25Cr2MoVA 钢为研究对象，研A 钢的力学性能及腐蚀性能。先研究淬火工艺对组织和性火工艺。在最佳淬火工艺基础上研究回火工艺对组织和性 1.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]套损井与取心井相似井段识别及其岩石力学参数确定方法[J]. 邢岳堃,张广清,李世远,王元元,杨潇. 石油钻探技术. 2017(04)
[2]制备工艺对石油套管组织和强韧性的影响[J]. 唐明华,汪新衡,赵健明. 材料热处理学报. 2017(04)
[3]Q125钢级SEW石油套管的热处理工艺[J]. 李周波,芦琳,毕宗岳,张峰,黄晓江,刘亚明. 材料热处理学报. 2016(05)
[4]回火温度对一种新型石油套管钢力学性能的影响[J]. 曹晶晶,李河宗,李阳,赵文武. 材料热处理学报. 2015(11)
[5]中碳Cr-Mn-Si低合金耐磨铸钢热处理的研究[J]. 马焕楠,米国发,许磊,郑喜平. 材料导报. 2015(S1)
[6]两次调质对170ksi超高强度石油套管组织和力学性能的影响[J]. 张旭,王鑫,李恒政,扈立,王正. 天津冶金. 2015(02)
[7]低Ni,Cr,Cu和Mo高性能桥梁钢的动态再结晶行为[J]. 陈俊,唐帅,刘振宇,王国栋. 东北大学学报(自然科学版). 2014(07)
[8]铌对09CuPRe耐候钢耐工业大气腐蚀性能的影响[J]. 董方,卜凡超,赵晓辉,刘彬. 腐蚀与防护. 2013(12)
[9]N80石油套管的冲击试验与分析[J]. 冯定,马威,刘显,张树民,张红,施雷,晏健,李志敏. 石油天然气学报. 2013(10)
[10]石油套管抗挤性能研究[J]. 王军,毕宗岳,张峰,李周波,党涛,李超,赵勇. 焊管. 2013(09)
博士论文
[1]铁素体/珠光体型钢板内部质量及其影响因素研究[D]. 冯锐.山东大学 2013
[2]超深井用高强高韧V150油套管的研究与开发[D]. 李阳华.中南大学 2013
硕士论文
[1]一种低合金钢的电化学腐蚀行为研究[D]. 任国琪.西安石油大学 2015
[2]J55钢在模拟海水中不同流速下的腐蚀机理研究[D]. 董昭.西安石油大学 2015
[3]一种铬铝合金化钢的腐蚀性能研究[D]. 薛玉娜.西安石油大学 2014
[4]铝铬合金化的J55钢腐蚀特征研究[D]. 刘明.西安石油大学 2013
[5]100V-Cr-Mo石油套管材料组织与性能研究[D]. 彭先明.兰州理工大学 2012
[6]700MPa级冷轧耐候双相钢组织性能研究[D]. 吴静.东北大学 2012
[7]海洋工程系泊链钢的腐蚀及防护研究[D]. 朱才进.江苏科技大学 2011
[8]B-Ni复合添加的低合金高强度钢调质工艺的研究[D]. 李显达.山东大学 2011
[9]转炉流程弹簧钢生产工艺的研究[D]. 周丹.江苏大学 2010
本文编号：2974326
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