無磁鋼技術(shù)重大突破

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1、 國內(nèi)無磁鋼概況 無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，通常是用來生產(chǎn) : --無磁鉆鋌（ Non-Magnetic Drill Collars)； --隨鉆測量 / 隨鉆測井儀器的護(hù)套 (MWD/LWD Collar)；--旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆探工具 (Rotary Steerable Drilling)；--穩(wěn)定器（ Stabilizer)。 國內(nèi)無磁鋼現(xiàn)有的問題主要有兩個(gè)： 一、由于種種原因，耐腐蝕性能一直是國產(chǎn)無磁不銹鋼鉆鋌的軟肋。現(xiàn)代石 油鉆探環(huán)境越來越惡劣 （高溫高壓高腐蝕性等） ，國產(chǎn)無磁不銹鋼就逐漸暴露出 應(yīng)用

2、中的不足。 通過我們對用戶的調(diào)查， 國內(nèi)的無磁鋼在加工和使用過程中， 經(jīng) 常會出現(xiàn)材料不均勻，粘扣，不耐磨的問題。 二、國內(nèi)用戶對高強(qiáng)度無磁鋼（屈服強(qiáng)度 140ksi）的需要越來越急切，但是國內(nèi)的高檔無磁鋼由于技術(shù)的限制， 往往無法通過所有的性能指標(biāo) （如腐蝕性能，疲勞檢測等） 。所以，國內(nèi)市場的高檔無磁鋼全部高價(jià)從國外采購， 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)， 我們對無磁鋼的生產(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)的無磁鋼，有兩三個(gè)牌號， DWNM101(相當(dāng)于國外的 P530)和DWNM102(相當(dāng)于國外的 P550 和 15-15HS), DWNM103(相當(dāng)于國外的 P580)。 我們的材料不但能滿足所有的性能指標(biāo)（見表一，表二，表三）

4、，還具有以下的優(yōu)勢。 1. 低磁導(dǎo)率，材料的磁導(dǎo)率都能在 1.003 以下，超過 1.005 的國際標(biāo)準(zhǔn)。 2. 抗腐蝕性能， 100%通過抗腐蝕性能檢驗(yàn)。如果材料抗腐蝕性能不好，會在使用過程中出現(xiàn)粘扣和不耐磨的情況，影響使用壽命。 3. 疲勞測試 --DWNM101 在 65KSI下標(biāo)準(zhǔn)為 10 萬次，一般超過 30 萬次； --DWNM102 在 80KSI下標(biāo)準(zhǔn)為 10 萬次，一般能達(dá)到 30 萬次，在 60KSI下超過 1000 萬次 ,試樣不斷； --DWNM103 在 60KSI下超過 1000 萬次 ,試樣不斷。 4

5、. 材料均勻，表面無裂紋，單邊扒皮 2mm 后，材料無任何裂紋。 表一 DWNM101 無磁鋼性能指標(biāo) 屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 伸長 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： 相對磁導(dǎo)率μ r＜1.005 磁場梯度 B≤0.04μT 耐腐蝕檢驗(yàn) 執(zhí)行 ASTM A262 E法，通過檢驗(yàn)。執(zhí)行 ASTM A262 A法，通過檢驗(yàn)。疲勞強(qiáng)度 10 萬轉(zhuǎn)（至少） +/-65KSI 實(shí)測值超過 30 萬次 表二 DWNM102 無磁鋼性能指標(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 相對磁導(dǎo)率μ r＜1.005 磁場梯度 B≤0.04μT 耐腐蝕檢驗(yàn) 執(zhí)行 ASTM A262 E法，通過檢驗(yàn)。 執(zhí)行 ASTM A262 A法，通過檢驗(yàn)。 對海水中的氯離子有很好的抗腐蝕能力。 疲勞強(qiáng)度 

8、 伸長 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 萬轉(zhuǎn)（至少） +/-80KSI 實(shí)測值為 30 萬次以上，最高達(dá)到 47 萬次 表三 DWNM103 無磁鋼性能指標(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 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 相對磁導(dǎo)率μ r＜1.002 磁場梯度 B≤0.04μT 耐腐蝕檢驗(yàn) 執(zhí)行 ASTM A262 E法，通過檢驗(yàn)。 執(zhí)行 ASTM A262 A法，通過檢驗(yàn)。 材料點(diǎn)腐蝕當(dāng)量超過 30，增強(qiáng)了材料對晶內(nèi)腐蝕開裂和點(diǎn)蝕的抵抗能力。對海水中的氯離子有很好的抗腐蝕能力。 通過氯化鎂應(yīng)力腐蝕檢驗(yàn)，超過 1000 小時(shí)，試樣不斷裂。 疲勞強(qiáng)度 1000 萬轉(zhuǎn)（未斷） +/-60KSI