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马钢成功开发高品级页岩气油井套管用钢并批量供货
信息来源:世界金属导报2019-06-25A04      时间:2019-07-01 09:07:27


日前,从马钢技术中心获悉,马钢特钢APQP(产品质量先期策划)组与生产制造、销售单元通力协作,成功研制开发出目前国内最高钢级140V页岩气油井套管用钢,获得国内输油管龙头企业——江苏常宝钢管有限公司(以下简称:江苏常宝)的充分认可。马钢 4月份向江苏常宝供货500吨,经制管检测,各项指标100%合格,5月份江苏常宝随即追加订货5500吨。

随着国家环保要求的日益提升,及国际贸易摩擦带来的能源安全因素,高效、低碳、绿色、清洁的能源日益受到重视。页岩气作为清洁能源被越来越多国家所关注;我国页岩气技术可开采资源量达31.6万亿立方米,全球排名第二。近年来,为了提高国家能源安全、增强能源自给,我国颁布了多项政策文件以促进页岩气开采。根据规划,我国力争2020年实现页岩气产量300亿立方米,2030年实现页岩气产量800亿-1000亿立方米。页岩气产量的激增同时带来了页岩气套管用钢的“刚需”的增加。

马钢特钢APQP组一直致力于高端特钢产品的研发应用,通过几年努力,系列高品质特钢产品已跻身国内第一梯队。近年来,马钢与江苏常宝紧密合作,将高端能源用钢列为重点研发项目。江苏常宝作为国内输油管最大的民营企业,拥有优异的技术实力和市场占有率;马钢与其合作,先后完成了常规钢级(80级、95级、110级)产品的研制,而高端页岩气套管用钢在国内依然处于空白。

为了开发出合格的高端页岩气套管用钢,开发团队反复走访用户,精准识别用户需求。在走访中开发人员了解到,我国页岩气海相、陆相、海陆相三种形态都有,埋藏深度多在4000米以上,这就要求所使用的页岩气套管必须能够承受更高的弯曲、拉伸、压缩、内压复合载荷,以及经受起长时间的磨损和腐蚀。因此,开发抗外挤毁强度159兆帕极限性能材料140V级页岩气套管已迫在眉睫。马钢研发人员通过与江苏常宝技术负责人研讨交流,对页岩气套管钢的关键性能指标有了深刻理解。研发团队对关键性能进行逐级分解和细化,将研究与生产一线相结合,通过多次头脑风暴优化出理想的合金体系,并在此基础上跟踪和评价国内外前沿成果,进一步完善关键工艺控制要点。精确完成该钢种成分设计后,马钢特钢APQP组经数值模拟,结果表明各项性能均满足使用要求。

为确保在炼钢-连铸-轧钢全制造流程达到设计要求,研发人员进行了数次生产推演,并再次对江苏常宝产线进行跟踪交流。通过跟踪交流,研发人员熟知了江苏常宝制管的工艺流程、生产设备的极限参数。在炼钢过程中,研发团队针对该钢高强度、高韧性、抗挤压的特点,采用合金元素复合配比、有害元素低限控制、硫化物改性处理及超纯净冶炼等技术手段,实现了理想的成分控制;在连铸过程中,研发人员与生产技术人员精选坯型尺寸,加强连铸温度—拉速—二冷水动态调控,实现了铸坯内部及表面质量的无缺陷控制;在轧制过程中,研发团队通过轧制温度及道次压下量关键匹配技术,生产出了初期要求的500吨页岩气套管用钢。

首批次产品成功试制后,研发团队开展EVI技术服务。马钢研发人员和江苏常宝技术人员共同在制管现场进行一道道制管工序的跟踪,双方研究确定合适的穿管温度、轧管中变形道次及变形量的匹配、制管后的热处理工艺,最终成功轧制出最高品级套管。经厂家全面检验,产品各项性能均符合标准要求。这表明马钢首次试制高端页岩气油井套管用钢即获成功。

在整个研发和EVI过程中,马钢项目组的钻研、敬业精神和一切为客户着想的服务意识,给用户留下了深刻印象。在得知制管各项关键性能指标检测100%合格后,江苏常宝当即决定5月份追加5500吨订单,同时表示期待与马钢开展更深入的合作。 (杨志强 刘军捷)

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