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油田钻具钢

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15-5HS MAX

15-15HS MAX是美国卡朋特无磁不锈钢高氮铬锰钻铤不锈钢。在油气行业应用在屈服强度不低于140KSI的无磁钻艇、扶正器、MWD外壳的材料。与一般的铬锰不锈钢相比,15-15HS  Max的低碳含量使得材料。。。

15-5HS MAX
15-15HS MAX是美国卡朋特无磁不锈钢高氮铬锰钻铤不锈钢。在油气行业应用在屈服强度不低于140KSI的无磁钻艇、扶正器、MWD外壳的材料。
与一般的铬锰不锈钢相比,15-15HS  Max的低碳含量使得材料微观晶粒边界的碳化物析出趋向更低;这样极大提高了材料对晶间腐蚀开裂的抵抗力。
同时镍、铬、氮、锰、钼元素大大增强了材料对晶内腐蚀开裂和点蚀的抵抗能力。
无磁不锈钢材料成分组成性能质量,无磁不锈钢在国内被称为高氮铬锰不锈钢,这种不锈钢***初是在七八十年代由我们国家钢铁研究总院与抚顺特钢联合研制的。此后,抚钢和钢研当时相关的技术人员分别跳槽到了中原特钢和宝钢,在原来合金基础上稍作改进,制造出了所谓的W1813N和N1310。这两种无磁不锈钢机会占据了国内无磁钻铤市场90%的市场。由于在研制这种不锈钢时,我们国家的钻井技术非常落后,
并没有碰到比较复杂的井下环境(高温、腐蚀环境),因此W1813N和N1310(0Cr13Mn18Ni2MoN)的耐腐蚀性能一直是国产无磁不锈钢钻铤的软肋。中原特钢和山西风雷(材料来自宝钢)的钻进在国际上也是由于耐蚀性差的原因,名声不好。
15-15系列材料的共有三种其强度和耐蚀性有所不同,分别为:15-15LC,15-15HS,15-15HSMAX。其***小屈服强度分别为:862Mpa,1000Mpa,1112Mpa。其对于硫酸、酸性油气均有很好的耐腐蚀性能。
成分为:
C  0.04%   Mn  16-19%   Cr  18-21%    Ni  3%   N 0.5-0.8%   Mo  0.5-3%
国外质量比较好的无磁不锈钢材料分别是Carpenter的15-15LC,Bleckmann的P550。经计算国内无磁不锈钢的耐点蚀当量一般为二十多,而15-15的PRE一般在30以上。有人做过实验:PRE为20的无磁不锈钢材料的使用寿命为1年,而PRE30以上的无磁不锈钢在使用8年后仅有轻微腐蚀。
 
无磁不锈钢是石油随钻领域***重要也是***常用的材料之一,通常是用来生产:
无磁钻铤(Non-Magnetic Drill Collars),
随钻测量/随钻测井仪器的护套(MWD/LWD Collar),
旋转导向钻探工具(Rotary Steerable Drilling),
稳定器(Stabilizer)
 
目前国内生产无磁钢的主流厂家有:宝钢(型号N1310B),中原特钢(W1813N),神龙,山西风雷,山西祎达等,这几家生产的无磁不锈钢几乎占据了国内绝大部分市场。但是由于当时国内在设计此型号钢材时候并没有过多考虑到耐腐蚀性问题,加之现代石油钻探环境越来越恶劣(高温高压高腐蚀性等),国产无磁不锈钢就逐渐暴露出应用中的不足。
 
现在越来越多的石油领域的设备开始使用进口无磁不锈钢,进口无磁不锈钢良好的性能的保护了设备中的电子元件,大大的减少了设备维修更换的频率和降低保养的成本。
现在被世界公认知名的国外无磁不锈钢生产厂家和产品排号有:
15-15HS Max      (美国卡朋特)
NMS140          (美国约根森)
P550 (P530,P750) (奥地利 SBS)
DATALLOY 2       (美国 ATI)
15-15HS Max是高氮强化奥氏体不锈钢。在油气行业应用在屈服强度不低于140KSI的无磁钻艇、扶正器、MWD外壳的材料。与一般的铬锰不锈钢相比,15-15HS Max的低碳含量使得材料微观晶粒边界的碳化物析出趋向更低;这样极大提高了材料对晶间腐蚀开裂的抵抗力。同时镍、铬、氮、锰、钼元素大大增强了材料对晶内腐蚀开裂和点蚀的抵抗能力。标准的15-15HS Max材料的抗点蚀当量大于30。
 
15-15HS Max 无磁不锈钢基本化学成分表
碳 ()
0.04
%
锰
16.00 to 19.00
%
磷()
0.050
%
硫()
0.050
%
硅()
1.00
%
铬
18.00 to 21.00
%
镍()
3.00
%
钼
0.50 to 3.00
%
氮
0.50 to 0.80
%
铁
余量
 
15-15HS Max 无磁不锈钢基本机械性能表
 
棒料直径
屈服强度
抗拉强度
延展率
断面收缩率
摆锤式冲击强度
英寸
毫米
ksi
MPa
ksi
MPa
Ft-lb
J
3.5-
10.0
88.9-
254
140
965
150
1034
18
50
61
81
 
衡量一款无磁不锈钢的标准有三点:强度(屈服强度),耐腐蚀性(抗点蚀当量PRE值),磁导率
进口15-15HS Max
磁导率
1.0027
小于1.00084
抗点蚀当量
25.9
31.2
强度(屈服强度)
630Mpa---700Mpa
1000Mpa---1100Mpa
PRE (Pitting Resistance Equivalent) = %Cr +3.3 * % Mo + 16 * % N


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