13Cr

绪　论人们在石油天然气领域寻求未来的发展中，越来越多地开发二氧化碳的天然气，因此腐蚀就成了管柱在含二氧化碳的环境中使用的主要问题，为此就需要有大量的抗二氧化碳腐蚀能力强的管材，JFE钢铁生产的JFE-13CR马氏体不锈钢就是这种高抗腐蚀、低成本的管材。为了适应高温以及同时含二氧化碳合少量硫化氢的更为恶劣的环境，JFE钢铁开发了JFE-HP-13CR（HP-1和HP2），该产品不但具有更高的强度和卓越的抗腐蚀特性，而且还具有良好的低温韧性。目　录绪论1.生产设施和地理位置32.特性43.制造工艺64.JFE系列-JFE钢铁特有的OCGT技术条件85.FOX特殊接头126.可供钢管的尺寸167.标识188.护丝及包装19声明本介绍仅提供一般信息，虽然我们已尽量保证材料内容的准确性和可靠性，但JFE钢铁株式会社无法对引使用以下信息和数据而引起的任何损失，损害以及任何伤害负责。1.设施和地理位置JFE钢铁株式会社是一个约有百年历史的综合钢铁生产厂，钢铁产品种类齐全。其主要生产基地包括两个世界级综合性钢厂，东日本制铁所和西日本制铁所，东日本制铁所具有年产8,000,000吨粗钢生产能力，西日本制铁所具有年产18,000,000吨钢生产能力。JFE钢铁1951年在东日本建起全国第一个现代化综合钢铁厂，把现代钢铁制造工艺介绍到日本，西日本制铁所建于1967年，先进的生产设施和工艺使得西日本制铁所成为世界上规模最大、生产效率最高的钢厂之一。OCTG是知多制造所的产品，知多制造所主要生产的管材，以严格的质量控制系统及质量保证体系闻名。知多制造所具有各种管材的全套生产系统，是世界一流的管材生产中心。知多制造所的地理位置具有一大优势即与为其提供材料的水岛制铁所交通便利。JFE钢铁的产品从高炉到轧钢的每个步骤都用先进的超声波，漏磁和其他无损检验设施进行严格的控制，用这种检验系统保证了稳定的产品质量，管材生产是JFE钢铁全套钢铁生产设施的一部分。这意味着JFE钢铁的管材自始至终都是在统一的质量和标准下生产的，它的质量和性能由唯一的制造上负责。东日本制铁所东京总部知多制造所西日本制铁所名古屋东海道新干线东名高速大府半田武丰町知多制造所得地理位置伊势湾衣浦湾渥美湾帅绮伊良湖岬丰桥知多制造所位于衣浦湾沿海工业区中部国际机场2.特性钢铁生产历史的优势性JFE钢铁从事钢铁生产已有一百年的历史，并为钢铁工业贡献了自己的技术。氧气顶吹和底吹系统控制式转炉和连续铸造是典型的例子，这种技术是JFE钢铁钢铁在领域中首次使用的。氧气顶吹转炉钢管生产JFE钢铁把先进的技术用于钢管生产工艺中，用芯棒式无缝钢管轧机轧制13Cr钢管首次在JFE钢铁生产成功。芯棒式无缝管轧机9-5/8上扣扭距控制系统质量保证体系JFE钢铁生产的OCTG都是用涡流、漏磁、超声波以及／或磁粉进行内外部位的探伤，检验都是无损性的。这些设施在严格的质量控制程序和质量保证体系中起着相当重要的作用。磁粉检验漏磁检验研究和发展JFE钢铁自豪地拥有广泛的试验设施和新产品评估设备，对产品的研究和发展工作发挥了极大的作用，这使得用户和钢铁工业以及其生产活动都受益非浅。世界范围的服务网络JFE钢铁在世界各地建有海外办事处和服务中心，详细地址和电话请见本介绍的最后一页。3.制造工艺铁矿石烧结矿石灰石焦　炭高炉熔炼炉废铁铁合金Cr矿石氧气转炉铸锭连续铸造炉均热箱板坯初轧机加热炉开坯机无缝管轧机无缝滚轧机无缝钢管是由芯棒式无缝钢管轧机式和带顶头式自动轧管机式工艺生产而成的，前者用于生产直径小于7英寸的钢管，后者用于生产直径大于7英寸的钢管。但不论哪种轧机式工艺，每一个加热的钢坯都是在穿孔机上从中心穿孔，然后将穿孔的毛坯运到芯棒式无缝管轧机上或是带顶头式轧管机上，在轧管机上用芯棒或顶头进行轧制，芯棒或顶头取出后，被轧制的管子需要重新进行加热，然后在拉力减径机或定径机上轧出需要的壁厚和长度。JFE钢铁还通过采用先进的设备和技术，包括涡流，超声波，漏磁和磁粉探伤装置进行检验，以保证稳定的高质量。ABAB无缝管轧机圆钢坯旋转加热炉穿孔机7英寸管轧机（芯棒式无缝管轧机式）16-3/4英寸轧辊（带顶头式自动轧管机式）带顶头式自动轧管机芯棒式无缝管轧机均整机再热炉拉力减径机定径机镦锻加厚机热处理炉定径机矫正机无损检验超声波检验涡流检验磁粉检验外观及尺寸检验套管，油管加工套管油管加工接头接箍拧接机水压实验通径试验标识，表记涂层套管，油管CDEFGHCDEFGH有关完井液的注意事项:为最大限度地降低应力腐蚀裂纹的风险,应当慎重选择各种井填充液,比如与此材料密切相连的完井液。JFE建议贵方在进行选择时,就填充液与此材料的适合性,向专家协商。4.JFE系列技术条件技术条件制造工艺工艺:无缝热处理:淬火及回火／奥氏体形变回火化学成分钢　级力学性能（在室温下）钢　级屈服强度最小最大最小抗拉强度延伸率最　大硬　度注解：抗粘扣接头因为13Cr管材容易出现螺纹粘扣现象，因此建议使用FOX特殊接头，设计独特的接头可以克服这个缺陷。13Cr管材在潮湿的环境下储存都会略有点状腐蚀，因此，在涂层、运输和存储中要格外采取预防措施。实验的腐蚀数据（a-1）温度对腐蚀率的影响腐蚀率温度碳素钢低合金钢13Cr不锈钢二相不锈钢腐蚀率碳素钢低合金钢13Cr不锈钢二相不锈钢温度二氧化碳的分压（a-2）二氧化碳分压对腐蚀率的影响腐蚀率温度二氧化碳的分压0.300.180.220.250.170.130.130.080.120.100.150.150.0160.0600.0570.042pH:4.50.200.970.0180.910.0110.0710.39100751251501752002250.010.11.010HP13CR0.26HP1-13CR-95HP1-13CR-95实验的数据（a-3）铬含量对二氧化碳腐蚀率的影响腐蚀率铬的含量流速温度海水(a-4)HP1-13Cr和普通13CR进行二氧化碳腐蚀实验结果二氧化碳的分压温度普通13Cr腐蚀率普通13Cr7天(b-1)HP1-13CR和普通13Cr钢的C型环SSC实验结果气体7天气体7天(b-2)HP1-13Cr和普通13CR钢的U型弯曲SSC实验结果可适用的应力有裂痕有裂痕无裂痕无裂痕普通13Cr中空:无裂痕实心:有裂痕中空:无裂痕实心:有裂痕无裂痕无裂痕有裂痕有裂痕普通13Cr硫化氢的分压温度普通13Cr-80普通13Cr-80HP2-13Cr-95HP1-13Cr-95中空:无裂痕实心:有裂痕（b-3）Mo含量对抗SSC的影响物理和保温特性（仅供参考）等　级屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度各温度的最小值横向变形系数热膨胀率杨氏模式5.FOX特殊接头1）FOX特殊接头:设计特点管壁接箍管壁具有螺距的变化的偏梯型扣降低单齿承受的页载荷峰值、改善应力分布。圆弧形的双金属密封减少应力集中，保证良好的密封性能。内径的平滑设计（油管）提高流动效率和耐腐蚀性设计螺距变化由三个圆弧组成的双金属密封内部平滑设计效果1.减少最大的齿峰承重2.各齿的应力分布更均匀1.局部的高密封压力2.减少应力集中减少紊流改良1.抗粘扣性能更强2.能很好地控制上扣3.抗脱落性更强4.抗接箍的变形能力更强5.增加了疲劳负荷寿命1.保证良好密封性2.减少肩部损换坏3.良好的防止妞距过大的能力4.良好的抗密封的粘接能力1.增强抗腐蚀性2.高流动效率2）FOX螺距变化的概念A.当接头拧接时，齿距的缝隙紧密B.标准的螺距面起着螺纹中心承重的作用C.接头轴向承受拉力时，齿距的缝隙紧密双螺距变化在公扣的整个长度中每个齿的螺距都是标准的。母扣的螺距分为三各部分，每部分的螺距不相同，螺纹外部螺距较大（视螺距而定），中间部分为标准螺距，螺纹的里部螺距较小。这样在组装前在螺纹的内外螺纹区就产生了有螺纹承载力的缝隙。螺距2（小于螺距1）螺距1螺距3（大于螺距1）螺距1扭距和钢管重量产生的轴向承受能力使螺纹的承载缝隙紧密结合。依靠使内外部截面减少负荷，螺纹的中间部分优先地承受负载。FOX接头的干涉低、粘齿的倾向比其他设计的低。3）优越的应力分布特殊接头●仅上扣对各螺纹齿的负载（磅）●上扣加轴向拉力螺纹齿号码螺纹齿号码对各螺纹齿的负载（磅）●仅上扣对各螺纹齿的负载（磅）螺纹齿号码●上扣加轴向拉力螺纹齿号码对各螺纹齿的负载（磅）FOX特殊接头4）三各圆弧组成的密封概念在FOX接头中，公母扣的密封部分由三段圆弧组成，这种设计降低了局部应力集中，提高了抗过扭距和抗疲劳能力。主密封部位减少局部应力集中提高抗过扭距的能力扭距台肩部内平接可减少紊流（仅适合油管）密封储藏的能量对比FOX特殊接头累积的应变能量（轴向）管子接箍累积的应变能量（轴向）接箍管子普通的特殊接头FOX三各圆弧组成的平滑密封面可以提高密封性能，减少应力集中，还具有抗过扭距的功能。与常规的双锥设计相比，FOX在上扣时更加平稳的导入，还具有三轴压缩的特点。在公扣端部，由径向及轴向压力的综合作用下而产生良好的密封效果。在油管中，公扣与接箍内表面的平滑联结，降低了紊流。从有限元分析法中可以获得在普通特殊接头和FOX特殊接头中都可得到公扣和母扣的应变能量图。但可以肯定在FOX的接头中产生的双金属密封的应变能量明显大于普通特殊接头的应变能量。6.可供钢管的尺寸油管4.605.806.407.808.607.709.2010.2012.7015.509.5010.7013.2012.6015.2017.0018.9021.5023.700.1900.2540.2170.2760.3080.2160.2540.2890.3750.4760.2260.2620.3300.2710.3370.3800.4300.5000.5604.836.455.517.017.825.496.457.349.5212.095.746.658.386.888.569.6510.9212.7014.221.9951.8672.4412.3232.2593.0682.9922.9222.7502.5483.5483.4763.3403.9583.8263.7403.6403.5003.38088888666666665555551.9011.7732.3472.2292.1652.9432.8672.7972.6252.4233.4233.3513.2153.8333.7013.6153.5153.3753.2552.8752.8753.5003.5003.5004.2504.2504.2504.2504.2504.7504.7504.7505.2005.2005.2005.2005.2005.20073.0273.0288.9088.9088.90107.95107.95107.95107.95107.95120.65120.65120.65132.08132.08132.08132.08132.08132.0816412718414813422319117013510921418615116513512110895864.8824.8824.8824.8824.8824.882124.00124.00124.00124.00124.00124.009678706255492.7232.7823.2973.2973.4123.8783.8784.0534.0534.1504.3784.3784.5564.9015.0055.0705.1425.2385.31669.1670.6683.7483.7486.6698.5098.50102.95102.95105.41111.20111.20115.72124.49127.13128.78130.61133.05135.035.125(130.18)5.875(149.23)6.790(172.47)7.456(189.38)9.469(240.51)2.313(58.75)2.688(68.28)3.478(88.34)3.478(88.34)4.