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1、
國(guó)內(nèi)無(wú)磁鋼概況
無(wú)磁不銹鋼是石油隨鉆領(lǐng)域最重要也是最常用的材料之一,通常是用來(lái)生產(chǎn) :
--無(wú)磁鉆鋌( Non-Magnetic Drill Collars);
--隨鉆測(cè)量 / 隨鉆測(cè)井儀器的護(hù)套 (MWD/LWD Collar);--旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆探工具 (Rotary Steerable Drilling);--穩(wěn)定器( Stabilizer)。
國(guó)內(nèi)無(wú)磁鋼現(xiàn)有的問(wèn)題主要有兩個(gè):
一、由于種種原因,耐腐蝕性能一直是國(guó)產(chǎn)無(wú)磁不銹鋼鉆鋌的軟肋?,F(xiàn)代石
油鉆探環(huán)境越來(lái)越惡劣 (高溫高壓高腐蝕性等) ,國(guó)產(chǎn)無(wú)磁不銹鋼就逐漸暴露出
應(yīng)用
2、中的不足。 通過(guò)我們對(duì)用戶的調(diào)查, 國(guó)內(nèi)的無(wú)磁鋼在加工和使用過(guò)程中, 經(jīng)
常會(huì)出現(xiàn)材料不均勻,粘扣,不耐磨的問(wèn)題。
二、國(guó)內(nèi)用戶對(duì)高強(qiáng)度無(wú)磁鋼(屈服強(qiáng)度 140ksi)的需要越來(lái)越急切,但是國(guó)內(nèi)的高檔無(wú)磁鋼由于技術(shù)的限制, 往往無(wú)法通過(guò)所有的性能指標(biāo) (如腐蝕性能,疲勞檢測(cè)等) 。所以,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的高檔無(wú)磁鋼全部高價(jià)從國(guó)外采購(gòu), 如 Carpenter
的 15-15LC和 Bleckmann 的 P550。
技術(shù)突破、工藝改進(jìn)
在山西羽佳恒實(shí)業(yè)有限公司不懈的努力下, 我公司突破以上的技術(shù)難點(diǎn), 我們對(duì)無(wú)磁鋼的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了如下的改進(jìn):
3、
1.煉鋼 嚴(yán)格控制材料的化學(xué)成分,尤其 C、Cr、 Mn 、N 等元素的配比,既保證
材料的高機(jī)械性能,同時(shí)保證低的磁性能。采用電爐熔煉,然后 AOD 爐精煉的方法。
2.鍛造,設(shè)備采用 1800T 徑鍛機(jī),采用先熱鍛再溫鍛的加工工藝,嚴(yán)格控制鍛造溫度和變形量,保證材料的性能和抗腐蝕能力。
材料性能特點(diǎn)
我公司生產(chǎn)的無(wú)磁鋼,有兩三個(gè)牌號(hào), DWNM101(相當(dāng)于國(guó)外的 P530)和DWNM102(相當(dāng)于國(guó)外的 P550 和 15-15HS), DWNM103(相當(dāng)于國(guó)外的 P580)。
我們的材料不但能滿足所有的性能指標(biāo)(見(jiàn)表一,表二,表三)
4、,還具有以下的優(yōu)勢(shì)。
1. 低磁導(dǎo)率,材料的磁導(dǎo)率都能在 1.003 以下,超過(guò) 1.005 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
2. 抗腐蝕性能, 100%通過(guò)抗腐蝕性能檢驗(yàn)。如果材料抗腐蝕性能不好,會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)粘扣和不耐磨的情況,影響使用壽命。
3. 疲勞測(cè)試
--DWNM101 在 65KSI下標(biāo)準(zhǔn)為 10 萬(wàn)次,一般超過(guò) 30 萬(wàn)次;
--DWNM102 在 80KSI下標(biāo)準(zhǔn)為 10 萬(wàn)次,一般能達(dá)到 30 萬(wàn)次,在 60KSI下超過(guò) 1000 萬(wàn)次 ,試樣不斷;
--DWNM103 在 60KSI下超過(guò) 1000 萬(wàn)次 ,試樣不斷。
4
5、. 材料均勻,表面無(wú)裂紋,單邊扒皮 2mm 后,材料無(wú)任何裂紋。
表一
DWNM101 無(wú)磁鋼性能指標(biāo)
屈服強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度
伸長(zhǎng)
收縮
沖擊
公稱直徑
率
率
功
硬度
RP0.2
Rm
mm
A
Z
AkV
MPa
KSI
MPa
KSI
%
%
J
HB
不大于
≥759
≥110
≥828
≥120
≥ 25
≥ 50
≥ 100
285
6、-360
180
大于 180 ≥690
≥100
≥828
≥120
≥ 25
≥ 50
≥ 100
285-360
磁性能:
相對(duì)磁導(dǎo)率μ r<1.005
磁場(chǎng)梯度 B≤0.04μT
耐腐蝕檢驗(yàn)
執(zhí)行 ASTM A262 E法,通過(guò)檢驗(yàn)。執(zhí)行 ASTM A262 A法,通過(guò)檢驗(yàn)。疲勞強(qiáng)度
10 萬(wàn)轉(zhuǎn)(至少) +/-65KSI
實(shí)測(cè)值超過(guò) 30 萬(wàn)次
表二
DWNM102 無(wú)磁鋼性能指標(biāo)
公稱直徑
屈服強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度
RP0.2
Rm
mm
7、
MPa
KSI
MPaKSI
不大于
≥966
≥140
≥
≥150
180
1035
大于 180 ≥897
≥130
≥
≥145
1000
磁性能
相對(duì)磁導(dǎo)率μ r<1.005
磁場(chǎng)梯度 B≤0.04μT
耐腐蝕檢驗(yàn)
執(zhí)行 ASTM A262 E法,通過(guò)檢驗(yàn)。
執(zhí)行 ASTM A262 A法,通過(guò)檢驗(yàn)。
對(duì)海水中的氯離子有很好的抗腐蝕能力。
疲勞強(qiáng)度
8、
伸長(zhǎng)
收縮
沖擊
率
率
功
硬度
A
Z
AkV
%
%
J
HB
≥ 20
≥ 50
≥ 100
300-425
≥ 20
≥ 50
≥ 100
300-425
10 萬(wàn)轉(zhuǎn)(至少) +/-80KSI
實(shí)測(cè)值為 30 萬(wàn)次以上,最高達(dá)到 47 萬(wàn)次
表三
DWNM103 無(wú)磁鋼性能指標(biāo)
(適用于高溫,高腐蝕性的地質(zhì)條件)
屈服強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度
伸長(zhǎng)
收縮
沖擊
公稱直徑
率
率
9、功
硬度
RP0.2
Rm
mm
A
Z
AkV
MPa
KSI
MPaKSI
%
%
J
HB
不大于
≥966
≥140
≥
≥150
≥ 20
≥ 50
≥ 100
300-425
180
1035
大于 180 ≥897
≥130
≥
≥145
≥ 20
≥ 50
≥ 100
300-425
1000
磁性能
相對(duì)磁導(dǎo)率μ r<1.002
磁場(chǎng)梯度 B≤0.04μT
耐腐蝕檢驗(yàn)
執(zhí)行 ASTM A262 E法,通過(guò)檢驗(yàn)。
執(zhí)行 ASTM A262 A法,通過(guò)檢驗(yàn)。
材料點(diǎn)腐蝕當(dāng)量超過(guò) 30,增強(qiáng)了材料對(duì)晶內(nèi)腐蝕開(kāi)裂和點(diǎn)蝕的抵抗能力。對(duì)海水中的氯離子有很好的抗腐蝕能力。
通過(guò)氯化鎂應(yīng)力腐蝕檢驗(yàn),超過(guò) 1000 小時(shí),試樣不斷裂。
疲勞強(qiáng)度
1000 萬(wàn)轉(zhuǎn)(未斷) +/-60KSI