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1、10申请公布号CN101993991A43申请公布日20110330CN101993991ACN101993991A21申请号201010556950422申请日20101120C21D9/0820060171申请人衡阳华菱钢管有限公司地址421001湖南省衡阳市蒸湘区大栗新村10号72发明人周勇贺铁山叶君绍74专利代理机构衡阳市科航专利事务所43101代理人邹小强54发明名称一种低碳锰钢的钢管热处理方法57摘要一种低碳锰钢的钢管热处理方法，它包括对钢管的淬火和回火，其具体的热处理方法如下根据钢管的外径和壁厚将钢管分为三类钢管外径在40140MM，壁厚在520MM，为类；钢管外径在140250。
2、MM，壁厚在540MM，为类；钢管外径大于250MM，壁厚在1050MM范围内，为类。在每类钢管中，通过对热处理试验和生产数据的统计分析，选择一种性能较稳定、波动范围较少，且各项指标都分布集中在标准要求的中间范围内的钢管做基准，以这种钢管的米重作为基准米重，把这种基准米重钢管的热处理工艺作为基准米重工艺，同类中的其它米重钢管的热处理工艺在基准米重工艺上进行工艺调整。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN101993995A1/1页21一种低碳锰钢的钢管热处理方法，其特征是它包括对钢管的淬火和回火，其具体的热处理方法如下根据钢管的外径和。
3、壁厚将钢管分为三类钢管外径在40140MM，壁厚在520MM，为类；钢管外径在140250MM，壁厚在540MM，为类；钢管外径大于250MM，壁厚在1050MM范围内，为类；在每类钢管中，通过对热处理试验和生产数据的统计分析，选择一种性能较稳定、波动范围较少，且各项指标都分布集中在标准要求的中间范围内的钢管做基准，以这种钢管的米重作为基准米重，把这种基准米重钢管的热处理工艺作为基准米重工艺，同类中的其它米重按下列方法进行工艺调整A、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，淬火加热温度提高510；类钢管米重每增加20KG，淬火加热温度提高510；类钢管米重每增加30KG，淬火加热温度。
4、提高510；B、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，淬火所需的冷却水量加大100200M3/H；类钢管米重每增加20KG，淬火所需的冷却水量加大100200M3/H；类钢管米重每增加30KG，淬火所需的冷却水量增加100200M3/H；C、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，回火加热温度降低510；类钢管米重每增加20KG，回火加热温度降低510；类钢管米重每增加30KG，回火加热温度降低510。权利要求书CN101993991ACN101993995A1/4页3一种低碳锰钢的钢管热处理方法技术领域0001本发明涉及一种无缝钢管的热处理方法，特别是钢管性能范围要求窄。
5、、采用低碳锰钢生产的无缝钢管的热处理方法。技术背景0002随着石油开采工业的发展，油井用无缝钢管使用环境越来越复杂，对油井管的要求越来越高，在美国石油学会标准APISPEC5CT套管和油管规范中，油套管的性能指标均有相应的范围要求，特别是其中的第二组钢级L80、C90、C95、T95钢管的屈服强度范围较窄最大值与最小值之间只有103MPA，同时还对抗拉强度和硬度也有相应的范围要求。0003目前此类钢管热处理时，淬火温度、淬火冷却水量和回火温度一般只与钢级有关，较少地考虑钢管米重对钢管性能的影响。所以按此常规方法生产的钢管由于热处理影响因素较多，热处理后的性能波动范围大，合格率不高。采用上述常规。
6、方法生产出产品的性能如表1和附图1所示0004表1采用常规热处理的钢管性能结果00050006从表1和附图1可以看出，用常规工艺生产时，钢管的屈服强度分布范围较大，分布离散度高，其工序能力指数为CP075，L80钢级钢管热处理工序能力不充分。工序能力是受控状态下工序对加工质量的保证能力，用数理统计的语言来表述，工序能力就是在一定的生产条件下，工序产品的质量指标X假设在服从正态分布N，2的前提下，落在质量标准LSL，USL范围中的概率。生产出的合格品越多，工序能力就越高，通常用工序能力指数CP值反映工序能力的高低。现行工序能力指数的计算方法设质量标准上限为USL，下限为LSL，质量标准范围TUS。
7、LTTL，中心MUSLTTL/2，当M时，称之为工序无偏；当M时，称之为工序有偏。如果工序无偏，则CPT/6USLTTL/6；如果工序有偏，则工序能力指数定义为CPK，CPK1KCP，其中K2|M|/T。由上述计算公式可知，CP值的大小应直接反映工序能力的高低。通常在生产实际中判断标准是当CP167即T10时，认为工序能力过剩；当133CP167即8T10时，认为工序能力充足；当CP133即T8时处于理想状态；当100CP133即6T8时，认为工序能力正常；当CP值接近1即T6时，有超差危险，应当加强管理；当067CP1即4T6时，认为工序能力不足；当CP067即T4时，认为工序能力严重不足。。
8、采用常规方法进行热处理时，不同的钢管屈服强度的波动差值为130MPA，造成部分钢管的性能不能完全满足API标准规定要求。说明书CN101993991ACN101993995A2/4页4发明内容0007本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种无缝钢管的热处理方法。0008本发明的技术方案是一种低碳锰钢的钢管热处理方法，它包括对钢管的淬火和回火，其具体的热处理方法如下0009根据钢管的外径和壁厚将钢管分为三类1、钢管外径在40140MM，壁厚在520MM，为类；2、钢管外径在140250MM，壁厚在540MM，为类；3、钢管外径大于250MM，壁厚在1050MM范围内，为类。在每类钢管中，通。
9、过对热处理试验和生产数据的统计分析，选择一种性能较稳定、波动范围较少，且各项指标都分布集中在标准要求的中间范围内的钢管做基准，以这种钢管的米重作为基准米重，把这种基准米重的钢管热处理工艺作为基准米重工艺，同类中的其它米重按下列方法进行工艺调整0010A、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，淬火加热温度提高510；类钢管米重每增加20KG，淬火加热温度提高510；类钢管米重每增加30KG，淬火加热温度提高510。0011B、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，淬火所需的冷却水量加大100200M3/H；类钢管米重每增加20KG，淬火所需的冷却水量加大100200M3/。
10、H；类钢管米重每增加30KG，淬火所需的冷却水量增加100200M3/H。0012C、在基准米重工艺的基础上，类钢管米重每增加10KG，回火加热温度降低510；类钢管米重每增加20KG，回火加热温度降低510；类钢管米重每增加30KG，回火加热温度降低510。0013本发明通过钢管的壁厚和外径来计算米重，设钢管的米重为M，外径为D，壁厚为S，则MDSS002466KG然后根据钢管的米重来调整热处理工艺参数。0014本发明与现有技术相比具有如下特点00151、采用本发明提供的热处理方法，热处理后的最终钢管性能波动范围小，性能合格率高，与普通调质热处理相比，钢管性能指标集中度高，性能稳定。0016。
11、2、采用本发明提供的热处理方法，同一钢级的热处理性能钢管屈服强度波动范围可80MPA，钢管性能合格率可达99以上0017以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述。附图说明0018附图1为采用常规热处理方法生产L80钢级油井管的性能正态分析图；0019附图2为采用本发明提供的热处理方法生产L80钢级油井管的性能正态分析图。具体实施方式0020实施例一、本实施例是采用低碳锰钢生产油井管，规格为36824，钢级为L80，低碳锰钢油井管的成分以质量计，具体有C022040、SI010050、MN130150、P0035、S0035、V008018、AL001006，其余部分为FE、微量合金V、CR及不。
12、可避免的杂质。0021对于上述成分的钢管，通过对热处理试验和生产数据的统计分析，在类钢管范围内，规格为273225的钢管工艺较稳定，以规格为273225这种米重规格的钢管作为说明书CN101993991ACN101993995A3/4页5基准米重工艺。钢管的米重为M273225225002466KG139KG；其热处理工艺为淬火温度915度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量2000M3/H，回火温度645度，保温75分钟，出炉后空冷。0022生产36824规格油井管，钢管外径大于250MM为类钢管，在类钢管基准米重工艺的基础上，钢管米重每增加30KG，加热温度提高510，淬火所需的冷却。
13、水量增加100200M3/H，回火温度降低510。36824规格油井管米重为M3682424002466KG204KG，比基准米重139KG增加了65KG，所以按此方法得到的该规格钢管的热处理工艺为淬火温度925940度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量22002400M3/H，回火温度625635度，保温75分钟，出炉后空冷。0023实施例二、本实施例是采用低碳锰钢生产油井管，规格为21922，钢级为L80，低碳锰钢油井管的成分以质量计，具体有C022040、SI010050、MN130150、P0035、S0035、V008018、AL001006，其余部分为FE、微量合金V、CR。
14、及不可避免的杂质。0024对于上述成分的钢管，通过对热处理试验和生产数据的统计分析，在类钢管范围内，规格为19617的钢管工艺较稳定，以规格为19617这种米重规格的钢管作为基准米重工艺。钢管的米重为M1961717002466KG75KG；其热处理工艺为淬火温度920度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量1500M3/H，回火温度650度，保温75分钟，出炉后空冷。0025生产21922规格油井管，钢管外径在140250MM，属于类钢管，在类钢管基准米重工艺的基础上，钢管米重每增加20KG，加热温度提高510，淬火所需的冷却水量增加100200M3/H，回火温度降低510。21922规。
15、格油井管米重为M2192222002466KG106KG，比基准米重75KG增加了31KG，所以按此方法得到的该规格钢管的热处理工艺为淬火温度920925度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量16001700M3/H，回火温度635645度，保温75分钟，出炉后空冷。0026实施例三、本实施例是采用低碳锰钢生产油井管，规格为1153155，钢级为L80，低碳锰钢油井管的成分以质量计，具体有C022040、SI010050、MN130150、P0035、S0035、V008018、AL001006，其余部分为FE、微量合金V、CR及不可避免的杂质。0027对于上述成分的钢管，通过对热处理试。
16、验和生产数据的统计分析，在类钢管范围内，规格为89125的钢管工艺较稳定，以规格为89125这种米重规格的钢管作为基准米重工艺。钢管的米重为M89125125002466KG235KG；其热处理工艺为淬火温度915度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量1000M3/H，回火温度655度，保温75分钟，出炉后空冷。0028生产115315规格油井管，钢管外径在40140MM，属于类钢管，在类钢管基准米重工艺的基础上，钢管米重每增加10KG，加热温度提高510，淬火所需的冷却水量增加100200M3/H，回火温度降低510。27328规格油井管米重为M11531515002466KG37KG。
17、，比基准米重235KG增加了135KG，所以按此方法得到的该规格钢管的热处理工艺为淬火温度920925度，保温30分钟，出炉后水淬，水淬的冷却水量11001200M3/H，回火温度640650度，保温75分钟，出炉后空冷。说明书CN101993991ACN101993995A4/4页60029采用本发明提供的热处理方法生产的钢管性能结果如表2和附图2所示0030表2采用本发明热处理的钢管性能结果00310032比较表1、表2和附图1、附图2，可以看出L80钢级的屈服强度分布范围明显缩小了，不同米重的钢管屈服强度的波动差值可控制在80MPA内，分布离散度降低，其工序能力指数CP108，工序能力指数为2级133CP1，钢管热处理工序能力尚可，可满足API标准对高性能范围的要求。说明书CN101993991ACN101993995A1/1页7图1图2说明书附图CN101993991A。