Трубна сталь

Изобретение относится к сплавам на основе железа и совершенствует состав стали, предназначенный, в частности, для высокопрочных тр уб нефтяного сортамента. По отношению к заявляемой по химическому составу и достигаемому техническому результату наиболее близкой является сталь [1], содержащая следующие ингредиенты, мас.%: Углерод 0,14 - 0,40 Марганец 0,40 - 1,60 Кремний 0,01 - 0,10 Хром 0,01 - 1,00 Никель 0,01 - 0,40 Медь 0,01 - 0,40 Алюминий 0,0005 - 0,05 Бор 0,0005 - 0,005 Азот 0,003 - 0,009 Мышьяк 0,001 - 0,15 Железо Остальное Эта экономнолегированная сталь обеспечивает требуемый уровень прочностных свойств в термоупрочненном состоянии изготовленных из нее труб. Однако эти тр убы не приобретают высокой стойкости против эрозионно-кавитационного износа в условиях абразивных и химически агрессивных сред при повышенных температурах во время добычи нефти. Это является причиной снижения срока службы изделий из этой стали в нефтедобывающей промышленности. В связи с этим задачей настоящего изобретения является разработка состава трубной стали, обеспечивающего изготовленным из нее трубам, работающим в условиях абразивных и химически агрессивных сред при повышенных температурах во время добычи нефти, высокую сопротивляемость эрозионно-кавитационному износу при достижении требуемых прочностных свойств в термически упрочненном состоянии. Поставленная задача решается тем, что в сталь, содержащую железо, углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, алюминий, бор, азот и мышьяк согласно изобретению дополнительно введен ванадий при следующем содержании компонентов, мас.%: Углерод 0,15 - 0,50 Марганец 0,80 - 2,00 Кремний 0,10 - 1,20 Хром 0,01 - 1,00 Никель 0,01 - 1,20 Медь 0,01 - 0,40 Алюминий 0,001 - 0,10 Бор 0,0005 - 0,005 Азот 0,003 - 0,015 Мышьяк 0,001 - 0,15 Ванадий 0,001 - 0,25 Железо Остальное Такой состав стали с добавкой ванадия в указанных соотношениях по массе способствует повышению дисперсности микроструктуры и дисперсному упрочнению ее составляющих, в связи с чем эта сталь приобретает повышенную износостойкость вообще и при работе изделий из нее в усло виях абразивных и химически агрессивных сред при повышенных температурах в особенности. Исследованиями установлено, что добавка в сталь ванадия менее 0,001% практически не сказывается на изменении износостойкости, а его ввод в количестве, превышающем 0,25%, не выгодно экономически, так как заметного дальнейшего роста износостойкости уже на наблюдается. Выплавка данного состава стали для труб нефтяного сортамента не вносит каких-либо изменений в общеизвестные технологии производства легированных марок стали. В промышленных условиях были выплавлены опытные партии трубной стали по прототипу и предложенному составу по средним значениям содержания каждого ингредиента, кроме ванадия, который вводили в пяти составах. Стойкость металла труб к износу оценивали по глубине эрозионно-кавитационных язв в процессе испытаний натурных образцов в среде, имитирующей поток нефти с частицами горной породы при температуре 120°C и давлении 0,5МПа. Результаты испытаний приведены в таблице. Таким образом, предложенный состав трубной стали решает поставленную задачу повышения сопротивляемости эрозионно-кавитационному износу тр уб, работающи х в условиях абразивных и химически агрессивных сред при повышенных температурах, при обеспечении высоких прочностных свойств.