ES2674255T3 - Stainless steel for use in oil well tube - Google Patents

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Abstract

Acero inoxidable usado para productos tubulares para países productores de petróleo, que consiste en, en porcentaje en masa, 0,001 % al 0,05 % de C, 0,05 % al 1 % de Si, como máximo 2 % de Mn, como máximo 0,03 % de P, menos del 0,002 % de S, 16 % al 18 % de Cr, 3,5 % al 7 % de Ni, más del 2 % y como máximo 4 % de Mo, 1,5 % al 4 % de Cu, 0,001 % al 0,3 % de metal de las tierras raras, 0,001 % al 0,1 % de Al sol., 0,0001 % al 0,01 % de Ca, como máximo 0,05 % de O, y como máximo 0,05 % de N, y uno o más seleccionados del grupo que consiste en como máximo 0,5 % de Ti, como máximo 0,5 % de Zr, como máximo 0,5 % de Hf, como máximo 0,5 % de V y como máximo 0,5 % de Nb, consistiendo el resto en Fe e impurezas, en el que el acero tiene una estructura que incluye, en porcentaje en volumen, 10 % al 60 % de fase de ferrita y 2 % al 10 % de fase de austenita residual y tiene una resistencia al estiramiento de al menos 654 MPa.Stainless steel used for tubular products for oil producing countries, consisting of, as a percentage by mass, 0.001% to 0.05% C, 0.05% to 1% Si, maximum 2% Mn, maximum 0.03% P, less than 0.002% S, 16% to 18% Cr, 3.5% to 7% Ni, more than 2% and at most 4% Mo, 1.5% to 4 % Cu, 0.001% to 0.3% rare earth metal, 0.001% to 0.1% Al sol., 0.0001% to 0.01% Ca, maximum 0.05% O , and not more than 0.05% N, and one or more selected from the group consisting of not more than 0.5% Ti, not more than 0.5% Zr, not more than 0.5% Hf, not more 0.5% V and at most 0.5% Nb, the rest consisting of Fe and impurities, in which the steel has a structure that includes, in percentage by volume, 10% to 60% of ferrite phase and 2% to 10% residual austenite phase and has a tensile strength of at least 654 MPa.

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Acero inoxidable para su uso en tubo de pozo de petróleo Campo técnicoStainless steel for use in oil well pipe Technical field

La presente invención se refiere a acero inoxidable y más específicamente a acero inoxidable usado para productos tubulares para países productores de petróleo para su uso en pozos de gas o pozos de petróleo.The present invention relates to stainless steel and more specifically to stainless steel used for tubular products for oil producing countries for use in gas wells or oil wells.

Técnica anteriorPrior art

El petróleo o gas natural producidos de pozos de petróleo o pozos de gas contiene asociados gas corrosivo tal como gas dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Por tanto, los productos tubulares para países productores de petróleo usados para producir petróleo o gas natural necesitan alta resistencia a la corrosión.The oil or natural gas produced from oil wells or gas wells contains associated corrosive gas such as carbon dioxide gas and hydrogen sulfide. Therefore, tubular products for oil producing countries used to produce oil or natural gas need high corrosion resistance.

Se han usado acero al carbono o acero de baja aleación como acero para productos tubulares para países productores de petróleo. Como los productos han llegado a usarse en un entorno corrosivo más fuerte en un pozo de petróleo o un pozo de gas, se ha usado acero inoxidable martensítico SUS420 (acero basado en 13 % de Cr) que tiene un contenido de Cr de aproximadamente el 13 % o acero inoxidable que tiene alta resistencia a la corrosión como acero basado en 13 % de Cr mejorado producido añadiendo Ni al acero basado en 13 % de Cr.Carbon steel or low alloy steel have been used as steel for tubular products for oil producing countries. Since the products have come to be used in a stronger corrosive environment in an oil well or gas well, SUS420 martensitic stainless steel (13% Cr based steel) has been used that has a Cr content of approximately 13 % or stainless steel that has high corrosion resistance as steel based on 13% of improved Cr produced by adding Ni to steel based on 13% Cr.

Recientemente, la perforación de pozos de petróleo o de gas profundos ha creado una demanda de productos tubulares para países productores de petróleo que tengan resistencia más alta para tales pozos de petróleo o de gas profundos. Además, en un pozo de petróleo o de gas profundo, se crea un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura de hasta 150 °C o más que incluye gas sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, e incluso se requiere resistencia a la corrosión más alta que el producto tubular para países productores de petróleo convencional. En un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura tal que incluye gas sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono, puede usarse acero inoxidable bifásico que tiene resistencia a la corrosión y resistencia superiores al acero inoxidable convencional. El acero inoxidable bifásico, sin embargo, contiene una gran cantidad de elementos de aleación y, por tanto, el coste de fabricación es alto.Recently, drilling of deep oil or gas wells has created a demand for tubular products for oil producing countries that have higher resistance for such deep oil or gas wells. In addition, in an oil or deep gas well, an environment of high temperature aqueous chloride solution of up to 150 ° C or more is created that includes hydrogen sulfide gas and carbon dioxide, and even corrosion resistance is required. higher than the tubular product for conventional oil producing countries. In an environment of high temperature aqueous chloride solution such that it includes hydrogen sulfide gas and carbon dioxide, biphasic stainless steel having superior corrosion resistance and resistance to conventional stainless steel can be used. Biphasic stainless steel, however, contains a large number of alloy elements and, therefore, the manufacturing cost is high.

Los documentos JP 2005-336595 A (denominado en lo sucesivo "Documento de patente 1"), JP 2006-16637 A (denominado en lo sucesivo "Documento de patente 2") y JP 2007-332442 A (denominado en lo sucesivo "Documento de patente 3") proponen el uso de tuberías de acero inoxidable que contienen menos elementos de aleación que el acero inoxidable bifásico y que tienen alta resistencia y alta resistencia a la corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que incluye gas dióxido de carbono. Las tuberías de acero inoxidable desveladas por estos documentos de patente tienen cada una mayor contenido de Cr que el acero basado en 13 % de Cr convencional, de forma que puede mejorarse la resistencia a la corrosión.JP 2005-336595 A (hereinafter referred to as "Patent Document 1"), JP 2006-16637 A (hereinafter referred to as "Patent Document 2") and JP 2007-332442 A (hereinafter referred to as "Document Patent 3 ") propose the use of stainless steel pipes that contain fewer alloy elements than biphasic stainless steel and that have high resistance and high corrosion resistance in an environment of high temperature chloride aqueous solution that includes dioxide gas carbon The stainless steel pipes disclosed by these patent documents each have a higher Cr content than steel based on conventional 13% Cr, so that corrosion resistance can be improved.

Más específicamente, en la divulgación del Documento de patente 1, el contenido de Cr de la tubería de acero inoxidable es del 15,5 % al 18 %, que es mayor que el del acero basado en 13 % de Cr convencional. Además, cuando se establece Cr+Mo+0,3Si-43,5C-0,4Mn-Ni-0:3Cu-9N>11,5, el acero tiene una estructura bifásica que incluye una fase de ferrita y una fase de martensita, de manera que mejora la capacidad para ser trabajado en caliente del producto tubular para países productores de petróleo. La estructura bifásica podría reducir la resistencia a la corrosión, mientras que cuando se añaden Ni, Mo y Cu que mejoran la resistencia a la corrosión de forma que se establece Cr+0,65Ni+0,6Mo+0,55Cu-20C>19,5, se previene la reducción en la resistencia a la corrosión del producto tubular para países productores de petróleo.More specifically, in the disclosure of Patent Document 1, the Cr content of the stainless steel pipe is 15.5% to 18%, which is greater than that of steel based on conventional 13% Cr. In addition, when Cr + Mo + 0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0: 3Cu-9N> 11.5 is established, the steel has a two-phase structure that includes a ferrite phase and a martensite phase , so that it improves the ability to be hot worked of the tubular product for oil producing countries. The biphasic structure could reduce the corrosion resistance, while when Ni, Mo and Cu are added that improve the corrosion resistance so that Cr + 0.65Ni + 0.6Mo + 0.55Cu-20C> 19 is established , 5, the reduction in corrosion resistance of the tubular product for oil producing countries is prevented.

Similarmente, según la divulgación del Documento de patente 2, el contenido de Cr del acero inoxidable es del 15,5 % al 18 % y está contenido Ni que mejora la resistencia a la corrosión. La composición química del acero inoxidable desvelado por el documento es similar a aquella en el Documento de patente 1, pero el Mo no es un elemento esencial, y, por tanto, se propone un diseño de aleación menos costoso. Además, el Cu también es un elemento opcional.Similarly, according to the disclosure of Patent Document 2, the Cr content of stainless steel is 15.5% to 18% and is contained Ni that improves corrosion resistance. The chemical composition of stainless steel disclosed by the document is similar to that in Patent Document 1, but Mo is not an essential element, and therefore a less expensive alloy design is proposed. In addition, Cu is also an optional element.

El acero inoxidable desvelado por el Documento de patente 3 contiene 14 % al 18 % de Cr, además de Ni, Mo y Cu, de manera que se obtiene alta resistencia a la corrosión. Además, el acero incluye una fase de martensita y 3 % al 15 % de fase de austenita en volumen, y, por tanto, mejora la dureza.The stainless steel disclosed by Patent Document 3 contains 14% to 18% Cr, in addition to Ni, Mo and Cu, so that high corrosion resistance is obtained. In addition, the steel includes a martensite phase and 3% to 15% austenite phase in volume, and therefore improves hardness.

Los tipos de acero inoxidable desvelados por los Documentos de patente 1 a 3 contienen sin duda alguna una cantidad mayor de Cr que el acero basado en 13 % de Cr convencional y se añaden elementos de aleación tales como Ni, Mo y Cu, de manera que se reduce la velocidad de corrosión en un entorno corrosivo de alta temperatura. Por ejemplo, en una realización en el Documento de patente 1, usando una solución acuosa al 20 % en peso de NaCl a 230 °C en una atmósfera de CO2 de 100 atm, se examinó la velocidad de corrosión (mm/año) y se estableció que se redujo la velocidad de corrosión (véase la Tabla 2 en el Documento de patente 1).The types of stainless steel disclosed by Patent Documents 1 to 3 undoubtedly contain a greater amount of Cr than steel based on conventional 13% Cr and alloy elements such as Ni, Mo and Cu are added, so that the corrosion rate is reduced in a high temperature corrosive environment. For example, in one embodiment in Patent Document 1, using a 20% by weight aqueous solution of NaCl at 230 ° C in a 100 atm CO2 atmosphere, the corrosion rate (mm / year) was examined and established that the corrosion rate was reduced (see Table 2 in Patent Document 1).

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Sin embargo, basándose en la investigación de los inventores se encontró que el uso de acero inoxidable que tiene un alto contenido de Cr en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono reduce la velocidad de corrosión, pero es más probable que se produzca SCC (fisuración por corrosión bajo tensión).However, based on the inventors' research, it was found that the use of stainless steel having a high Cr content in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide gas reduces the corrosion rate, but it is more likely to occur SCC (stress corrosion cracking).

En el acero inoxidable convencional tal como el acero al 13 % de Cr, la velocidad de corrosión es extremadamente alta en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura. Por tanto, mientras que se genera corrosión general, no se genera SCC que es fisuración local. Por otra parte, cuando el contenido de Cr es mayor que el del acero inoxidable convencional, la velocidad de corrosión se reduce como se ha desvelado por los Documentos de patente 1 a 3. La reducción en la velocidad de corrosión se produce por una película pasiva que se forma sobre la superficie del acero inoxidable. Sin embargo, la película pasiva es localmente debilitada y destruida en un entorno de alta temperatura. Es más probable que se disuelva la parte destruida, y es probable que esta disolución sea la causa de SCC.In conventional stainless steel such as 13% Cr steel, the corrosion rate is extremely high in an environment of high temperature chloride aqueous solution. Therefore, while general corrosion is generated, SCC is not generated which is local cracking. On the other hand, when the Cr content is greater than that of conventional stainless steel, the corrosion rate is reduced as disclosed by Patent Documents 1 to 3. The reduction in the corrosion rate is produced by a passive film It is formed on the surface of stainless steel. However, the passive film is locally weakened and destroyed in a high temperature environment. The destroyed part is more likely to dissolve, and this dissolution is likely to be the cause of SCC.

Por tanto, en el acero inoxidable usado en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono, es necesario no solo reducir la velocidad de corrosión, sino también mejorar la resistencia de SCC.Therefore, in the stainless steel used in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide gas, it is necessary not only to reduce the corrosion rate, but also to improve the resistance of SCC.

El documento EP-A1-1.683.885 desvela una tubería de acero inoxidable de alta resistencia altamente resistente a la corrosión para tubería de línea, que tiene una composición que contiene 0,001 al 0,015 % de C, 0,01 al 0,5 % de Si, 0,1 al 1,8 % de Mn, 0,03 % o menos P, 0,005 % o menos S, 15 al 18 % de Cr, 0,5 % o más y menos del 5,5 % de Ni, 0,5 al 3,5 % de Mo, 0,02 al 0,2 % de V, 0,001 al 0,015 % de N y 0,006 % o menos de O, en masa, de manera que cumpla [Cr + 0,65Ni + 0,6Mo + 0,55Cu - 20C ^ 18,5],[Cr + Mo + 0,3Si - 43,5C - 0,4Mn - Ni - 0,3Cu - 9N ^ 11,5] y[C + N ^ 0,025].EP-A1-1.683.885 discloses a highly resistant corrosion resistant stainless steel pipe for line pipe, which has a composition containing 0.001 to 0.015% of C, 0.01 to 0.5% of Yes, 0.1 to 1.8% of Mn, 0.03% or less P, 0.005% or less S, 15 to 18% of Cr, 0.5% or more and less than 5.5% of Ni, 0.5 to 3.5% of Mo, 0.02 to 0.2% of V, 0.001 to 0.015% of N and 0.006% or less of O, by mass, so that it meets [Cr + 0.65Ni + 0.6Mo + 0.55Cu - 20C ^ 18.5], [Cr + Mo + 0.3Si - 43.5C - 0.4Mn - Ni - 0.3Cu - 9N ^ 11.5] and [C + N ^ 0.025].

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Es un objeto de la presente invención proporcionar acero inoxidable para productos tubulares para países productores de petróleo que tenga alta resistencia a la corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono a 150 °C o superior. Más específicamente, es proporcionar acero inoxidable para productos tubulares para países productores de petróleo que tiene una velocidad de corrosión reducida y alta resistencia de SCC en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono.It is an object of the present invention to provide stainless steel for tubular products for oil producing countries having high corrosion resistance in an environment of high temperature chloride aqueous solution containing carbon dioxide gas at 150 ° C or higher. More specifically, it is to provide stainless steel for tubular products for oil producing countries that has a reduced corrosion rate and high resistance of SCC in an environment of high temperature chloride aqueous solution containing carbon dioxide gas.

Los inventores consideraron que sería necesario añadir al menos el 16 % en masa de Cr y una pequeña cantidad de Mo al acero con el fin de reducir la velocidad de corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono a 150 °C o mayor. Sin embargo, el Cr y Mo son elementos formadores de ferrita y, por tanto, si están contenidos al menos el 16 % en masa de Cr y una pequeña cantidad de Mo, una parte importante de la estructura del acero se convierte en una fase de ferrita y, por tanto, no puede obtenerse alta resistencia.The inventors considered that it would be necessary to add at least 16% by mass of Cr and a small amount of Mo to the steel in order to reduce the corrosion rate in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide gas at 150 ° C or higher. However, Cr and Mo are ferrite forming elements and, therefore, if at least 16% by mass of Cr and a small amount of Mo are contained, an important part of the steel structure becomes a phase of ferrite and, therefore, high strength cannot be obtained.

Por otra parte, se estabiliza una fase de austenita a altas temperaturas añadiendo Ni que es un elemento formador de austenita, de manera que se forma una fase de martensita por temple y se obtiene una estructura de acero de alta resistencia. Sin embargo, si la cantidad de Ni es demasiado grande, la temperatura de partida para la transformación de martensita (punto Ms) es reducida y, por tanto, no se genera la transformación de martensita incluso a temperatura ambiente, de manera que no se proporciona alta resistencia. Por tanto, cuando el contenido de Ni se ajusta apropiadamente, se forma una estructura que incluye principalmente una fase de martensita y aproximadamente al menos el 10 % de fase de ferrita en volumen y puede proporcionarse alta resistencia.On the other hand, an austenite phase is stabilized at high temperatures by adding Ni which is an austenite forming element, so that a hardening martensite phase is formed and a high strength steel structure is obtained. However, if the amount of Ni is too large, the starting temperature for the martensite transformation (Ms point) is reduced and, therefore, the martensite transformation is not generated even at room temperature, so that it is not provided high strength Therefore, when the Ni content is properly adjusted, a structure is formed that mainly includes a martensite phase and approximately at least 10% ferrite phase in volume and high strength can be provided.

El cobre (Cu) potencia eficazmente una fase de ferrita y, por tanto, puede proporcionarse una estructura de alta resistencia añadiendo Cu. Además, el Cu reduce la velocidad de corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura y mejora la resistencia de SCC.Copper (Cu) effectively potentiates a ferrite phase and, therefore, a high strength structure can be provided by adding Cu. In addition, Cu reduces the rate of corrosion in an environment of high temperature aqueous chloride solution and improves the resistance of SCC.

Basándose en los hallazgos anteriores, los inventores llegaron a la conclusión de que puede proporcionarse acero inoxidable que tiene resistencia prescrita y velocidad de corrosión reducida cuando el acero contiene 16 % al 18 % de Cr, más del 2 % y no más del 4 % de Mo, 3,5 % al 7 % de Ni, y 1,5 % al 4 % de Cu.Based on the above findings, the inventors concluded that stainless steel having prescribed strength and reduced corrosion rate can be provided when the steel contains 16% to 18% Cr, more than 2% and no more than 4% of Mo, 3.5% to 7% Ni, and 1.5% to 4% Cu.

Los inventores también encontraron que añadiendo al menos una cantidad prescrita de un metal de las tierras raras (REM) en la composición química descrita anteriormente resulta alta resistencia de SCC incluso en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono. Ahora, esto se describirá en detalle.The inventors also found that adding at least a prescribed amount of a rare earth metal (REM) in the chemical composition described above results in high SCC resistance even in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide gas. . Now, this will be described in detail.

Los inventores prepararon acero inoxidable que tiene las composiciones químicas en la Tabla 1 y estos tipos de acero inoxidable se evaluaron para su resistencia de SCC.The inventors prepared stainless steel having the chemical compositions in Table 1 and these types of stainless steel were evaluated for their SCC resistance.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

Tabla 1Table 1

Acer  Acer
Composición química (unidad: % en masa, consistiendo el resto en Fe y impurezas)    Chemical composition (unit: mass%, the rest consisting of Fe and impurities)

o N.°  or No.
C Si Mn P S Cu Cr Ni M Al Ca N O REM  C Yes Mn P S Cu Cr Ni M Al Ca N O REM

o sol.  or sun

A1  A1
0,01 0,31 0,5 0,01 0,000 1, 17, 3, 2, 0,02 0,001 0,02 0,00 0,000  0.01 0.31 0.5 0.01 0.000 1, 17, 3, 2, 0.02 0.001 0.02 0.00 0.000

9 1 1 6 9 9 1 9 4 9 0 0 3 1  9 1 1 6 9 9 1 9 4 9 0 0 3 1

A2  A2
0,01 0,30 0,5 0,01 0,001 2, 17, 4, 2, 0,03 0,000 0,01 0,00 0,000  0.01 0.30 0.5 0.01 0.001 2, 17, 4, 2, 0.03 0.000 0.01 0.00 0.000

8 5 5 0 0 2 2 5 0 8 8 5 2  8 5 5 0 0 2 2 5 0 8 8 5 2

A3  A3
0,02 0,29 0,5 0,01 0,001 2, 16, 4, 2, 0,02 0,001 0,01 0,00 0,000  0.02 0.29 0.5 0.01 0.001 2, 16, 4, 2, 0.02 0.001 0.01 0.00 0.000

1 2 7 0 1 9 1 5 9 3 6 6 5  1 2 7 0 1 9 1 5 9 3 6 6 5

A4  A4
0,02 0,29 0,4 0,01 0,000 2, 17, 4, 2, 0,02 0,001 0,01 0,00 0,001  0.02 0.29 0.4 0.01 0.000 2, 17, 4, 2, 0.02 0.001 0.01 0.00 0.001

0 9 6 8 0 0 0 6 8 6 9 3 1  0 9 6 8 0 0 0 6 8 6 9 3 1

A5  TO 5
0,01 0,31 0,5 0,01 0,001 1, 17, 4, 2, 0,03 0,001 0,02 0,00 0,002  0.01 0.31 0.5 0.01 0.001 1, 17, 4, 2, 0.03 0.001 0.02 0.00 0.002

9 1 5 0 9 2 1 4 2 1 2 5 8  9 1 5 0 9 2 1 4 2 1 2 5 8

A6  A6
0,01 0,31 0,5 0,01 0,000 1, 17, 4, 2, 0,02 0,000 0,01 0,00 0,03  0.01 0.31 0.5 0.01 0.000 1, 17, 4, 2, 0.02 0.000 0.01 0.00 0.03

9 0 6 9 9 1 1 4 9 9 8 3  9 0 6 9 9 1 1 4 9 9 8 3

Con referencia a la Tabla 1, en las calidades de acero inoxidable con los N.° A1 a A6, las composiciones químicas son las mismas, excepto por REM. El contenido de REM es diferente entre las calidades de acero inoxidable numeradas en el intervalo del 0,0001 % al 0,03 %. Además, estas calidades de acero inoxidable numeradas se sometieron a temple-revenido de forma que la resistencia al estiramiento de cada tipo de acero inoxidable se ajustó en el intervalo de 860 MPa a 900 MPa. Las estructuras de estas calidades de acero inoxidable numeradas incluyen, en porcentaje en volumen, 60 % de fase de martensita, 30 % de fase de ferrita y 10 % de fase de austenita.With reference to Table 1, in stainless steel grades with No. A1 to A6, the chemical compositions are the same, except for REM. The REM content is different among the numbered stainless steel grades in the range of 0.0001% to 0.03%. In addition, these numbered stainless steel grades were quenched-tempered so that the tensile strength of each type of stainless steel was adjusted in the range of 860 MPa to 900 MPa. The structures of these numbered stainless steel grades include, in volume percentage, 60% martensite phase, 30% ferrite phase and 10% austenite phase.

Se muestreó un espécimen para la prueba de flexión de cuatro puntos que tiene una longitud de 75 mm, una anchura de 10 mm y un espesor de 2 mm de cada una de las calidades de acero inoxidable numeradas. Los especímenes muestreados se sometieron a una carga de flexión por la flexión de cuatro puntos. En el momento, se determinó la cantidad de flexión de cada espécimen según ASTM G39 de forma que la tensión aplicada sobre cada espécimen fuera igual a la resistencia al estiramiento de cada espécimen.A specimen for the four-point bending test having a length of 75 mm, a width of 10 mm and a thickness of 2 mm of each of the numbered stainless steel grades was sampled. Sampled specimens were subjected to a flexural load by four-point flexion. At the time, the amount of bending of each specimen was determined according to ASTM G39 so that the tension applied on each specimen was equal to the tensile strength of each specimen.

Cada espécimen de flexión se sumergió durante un mes en una solución acuosa de NaCl al 25 % en peso en un autoclave a 204 °C (400F) que tenía encerrado CO2 en su interior bajo una presión de 30 atm. Después de la inmersión durante un mes, se examinó cada espécimen para la presencia de SCC. Más específicamente, se observó una sección longitudinal de cada espécimen con un microscopio óptico de 100x aumentos y se determinó la presencia/ausencia de SCC por inspección visual.Each bending specimen was immersed for 25 months in a 25% by weight aqueous NaCl solution in an autoclave at 204 ° C (400F) that contained CO2 inside it under a pressure of 30 atm. After immersion for a month, each specimen was examined for the presence of SCC. More specifically, a longitudinal section of each specimen was observed with a 100x magnification optical microscope and the presence / absence of SCC was determined by visual inspection.

El resultado de la prueba se da en la Fig. 1. En la Fig. 1, la abscisa representa el contenido de REM (% en masa) y la ordenada representa la presencia/ausencia de SCC. En la Fig. 1, "•" en "SCC presente" en la ordenada indica la presencia de SCC, mientras que "•" en "no SCC" indica la ausencia de SCC. Como puede observarse claramente a partir de la Fig. 1, cuando el contenido de REM no fue inferior al 0,001 %, no SCC se generó incluso en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene dióxido de carbono. Aunque no se sabe claramente cómo REM mejora la resistencia de SCC, esto puede ser por el siguiente motivo.The test result is given in Fig. 1. In Fig. 1, the abscissa represents the REM content (mass%) and the ordinate represents the presence / absence of SCC. In Fig. 1, "•" in "SCC present" in the ordinate indicates the presence of SCC, while "•" in "no SCC" indicates the absence of SCC. As can be clearly seen from Fig. 1, when the REM content was not less than 0.001%, no SCC was generated even in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide. Although it is not clear how REM improves SCC resistance, this may be for the following reason.

Como resultado de la observación microscópica de especímenes de acero inoxidable que tuvieron SCC en las pruebas anteriormente descritas, se encontró que SCC se originó a partir de un hoyo y se propagó a lo largo de un límite de grano de austenita previo en una estructura predominante en martensita. Esto puede sugerir que los comportamientos de acumulación de dislocaciones hacia el límite de austenita previo bajo tensión y propagación de figuras están algo correlacionados.As a result of the microscopic observation of stainless steel specimens that had SCC in the tests described above, it was found that SCC originated from a hole and propagated along a previous austenite grain boundary in a predominant structure in martensite This may suggest that the behaviors of accumulation of dislocations towards the limit of previous austenite under tension and propagation of figures are somewhat correlated.

Entonces, REM tiene probablemente algún efecto sobre los comportamientos de acumulación de dislocaciones hacia el límite de austenita previo y puede mejorarse la resistencia de SCC del acero inoxidable que contiene al menos 0,001 % de REM. Obsérvese que las calidades de acero inoxidable con N.° A1 a A3 contuvieron 0,0008 % al 0,0013 % de Ca, pero sus contenidos de REM fueron inferiores al 0,001 % y por tanto se generó SCC. Por tanto, al menos el 0,001 % de contenido de REM contribuyó a la mejora de la resistencia de SCC más que el Ca.Then, REM probably has some effect on the behaviors of accumulation of dislocations towards the previous austenite limit and the SCC resistance of stainless steel containing at least 0.001% of REM can be improved. Note that the grades of stainless steel with No. A1 to A3 contained 0.0008% to 0.0013% of Ca, but their REM contents were less than 0.001% and therefore SCC was generated. Therefore, at least 0.001% of REM content contributed to the improvement of SCC resistance more than Ca.

Los inventores han completado la siguiente invención basándose en los hallazgos anteriores.The inventors have completed the following invention based on the previous findings.

El acero inoxidable usado para los productos tubulares para países productores de petróleo según la invención consiste en, en porcentaje en masa, 0,001 % al 0,05 % de C, 0,05 % al 1 % de Si, como máximo 2 % de Mn, como máximo 0,03 % de P, menos del 0,002 % de S, 16 % al 18 % de Cr, 3,5 % al 7 % de Ni, más del 2 % y como máximo 4 % de Mo, 1,5 % al 4 % de Cu, 0,001 % al 0,3 % de metal de las tierras, 0,001 % al 0,1 % de Al sol., 0,0001 % al 0,01 % de Ca, como máximo 0,05 % de O, como máximo 0,05 % de N, y uno o más seleccionados del grupo que consiste en como máximo 0,5 % de Ti, como máximo 0,5 % de Zr, como máximo 0,5 % de Hf, como máximo 0,5 % de V y como máximo 0,5 % de Nb, el resto consiste en Fe e impurezas, en el que el acero tiene una estructura que incluye, en porcentaje en volumen, 10 % al 60 % de fase de ferrita y 2 % al 10 % de fase de austenita residual y tiene un resistencia al estiramiento de al menos 654 MPa.The stainless steel used for tubular products for oil producing countries according to the invention consists of, in mass percentage, 0.001% to 0.05% of C, 0.05% to 1% of Si, at most 2% of Mn , at most 0.03% of P, less than 0.002% of S, 16% at 18% of Cr, 3.5% at 7% of Ni, more than 2% and at most 4% of Mo, 1.5 % to 4% of Cu, 0.001% to 0.3% of earth metal, 0.001% to 0.1% of Al sol., 0.0001% to 0.01% of Ca, at most 0.05% of O, at most 0.05% of N, and one or more selected from the group consisting of at most 0.5% of Ti, at most 0.5% of Zr, at most 0.5% of Hf, as maximum 0.5% of V and at most 0.5% of Nb, the rest consists of Fe and impurities, in which the steel has a structure that includes, in percentage by volume, 10% to 60% ferrite phase and 2% to 10% residual austenite phase and has a tensile strength of at least 654 MPa.

El acero inoxidable según la invención incluye preferentemente adicionalmente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 0,005 % al 0,5 % de Ti, 0,005 % al 0,5 % de Zr, 0,005 % al 0,5 % de Hf, 0,0055 al 0,5 % de V y 0,005 % al 0,5 % de Nb.The stainless steel according to the invention preferably further includes at least one selected from the group consisting of 0.005% to 0.5% Ti, 0.005% to 0.5% Zr, 0.005% to 0.5% Hf, 0, 0055 at 0.5% V and 0.005% at 0.5% Nb.

De esta forma, puede reducirse la generación de un hoyo atribuible de una capa agotada en Cr.In this way, the generation of an attributable hole of a depleted layer in Cr can be reduced.

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1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Fig. 1 es un gráfico que muestra la relación entre el contenido de metales de las tierras raras en acero inoxidable y SCC.Fig. 1 is a graph showing the relationship between the content of rare earth metals in stainless steel and SCC.

Mejor modo para llevar a cabo la invenciónBest way to carry out the invention

Ahora, se describirán en detalle realizaciones de la invención. El acero inoxidable según la invención es aplicable a productos tubulares para países productores de petróleo para su uso en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono a 150 °C o más. En lo sucesivo, este entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura que contiene gas dióxido de carbono a 150 °C o más se denominará simplemente "entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura".Now, embodiments of the invention will be described in detail. The stainless steel according to the invention is applicable to tubular products for oil-producing countries for use in an environment of high temperature aqueous chloride solution containing carbon dioxide gas at 150 ° C or more. Hereinafter, this high temperature chloride aqueous solution environment containing carbon dioxide gas at 150 ° C or more will simply be referred to as "high temperature aqueous chloride solution environment".

1. Composición química1. Chemical composition

El acero inoxidable según la invención tiene la siguiente composición química. En lo sucesivo, " %" relacionado con elementos significa " % en masa."The stainless steel according to the invention has the following chemical composition. Hereinafter, "%" related to elements means "% by mass."

C: 0,001 % al 0,05 %C: 0.001% to 0.05%

El carbono (C) forma carburo con Cr y reduce la resistencia a la corrosión del acero en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura. Por tanto, el contenido de C es preferentemente tan pequeño como sea posible. Por tanto, el límite superior para el contenido de C es del 0,05 %. Obsérvese que el límite más bajo para el contenido de C que puede controlarse sustancialmente es del 0,001 %.Carbon (C) forms carbide with Cr and reduces the corrosion resistance of steel in an environment of high temperature chloride aqueous solution. Therefore, the C content is preferably as small as possible. Therefore, the upper limit for the C content is 0.05%. Note that the lower limit for the content of C that can be substantially controlled is 0.001%.

Si: 0,05 % al 1 %.Yes: 0.05% to 1%.

El silicio (Si) desoxida el acero en el proceso de refino. Para obtener el efecto, el límite inferior para el contenido de Si es del 0,05 %. Por otra parte, un excesivo contenido de Si no solo satura el efecto desoxidante, sino que también reduce la capacidad para ser trabajado en caliente el acero. Por tanto, el límite superior para el contenido de Si es del 1 %.Silicon (Si) deoxidizes steel in the refining process. To obtain the effect, the lower limit for the Si content is 0.05%. On the other hand, an excessive Si content not only saturates the deoxidizing effect, but also reduces the ability to heat the steel. Therefore, the upper limit for the Si content is 1%.

Mn: 2 % o menosMn: 2% or less

El manganeso (Mn) mejora la resistencia del acero. Sin embargo, es más probable que un contenido de Mn excesivo produzca segregación en el acero. La segregación en el acero reduce la tenacidad del acero y también reduce la resistencia de SCC en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura. Por tanto, el contenido de Mn no es superior al 2 %. El contenido de Mn es preferentemente no inferior al 0,2 % con el fin de mejorar la resistencia. Sin embargo, si el contenido de Mn es inferior al 0,2 %, la resistencia del acero mejora de algún modo.Manganese (Mn) improves the strength of steel. However, excessive Mn content is more likely to produce segregation in the steel. Segregation in steel reduces the toughness of steel and also reduces the resistance of SCC in an environment of high temperature aqueous chloride solution. Therefore, the content of Mn is not more than 2%. The content of Mn is preferably not less than 0.2% in order to improve the resistance. However, if the content of Mn is less than 0.2%, the strength of the steel improves somewhat.

P: 0,03 % o menosP: 0.03% or less

El fósforo (P) es una impureza y reduce la resistencia de SSC (tensofisuración por sulfuros) y la resistencia de SCC en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura. Por tanto, el contenido de P es preferentemente tan pequeño como sea posible. El contenido de P es, por tanto, no más del 0,03 %.Phosphorus (P) is an impurity and reduces the resistance of SSC (sulphide stressing) and the resistance of SCC in an environment of high temperature chloride aqueous solution. Therefore, the content of P is preferably as small as possible. The content of P is therefore not more than 0.03%.

S: menos del 0,002 %S: less than 0.002%

El azufre (S) se combina con Mn o similares y forma una inclusión. La inclusión formada llega a ser un origen para un hoyo o SCC y reduce la resistencia a la corrosión del acero. Además, el S reduce la capacidad para ser trabajado en caliente el acero. Por tanto, el contenido de S es preferentemente tan pequeño como sea posible. Por tanto, el contenido de S es inferior al 0,002 %.Sulfur (S) combines with Mn or the like and forms an inclusion. The inclusion formed becomes an origin for a hole or SCC and reduces the corrosion resistance of steel. In addition, the S reduces the ability to be hot worked steel. Therefore, the content of S is preferably as small as possible. Therefore, the content of S is less than 0.002%.

Cr: 16 % al 18 %Cr: 16% to 18%

El cromo (Cr) es un elemento esencial que mejora la resistencia a la corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura. Con el fin de lograr alta resistencia de SCC en el entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura, el límite inferior para el contenido de Cr es del 16 %. Por otra parte, como el Cr es un elemento formador de ferrita, un contenido de Cr excesivo aumenta la relación de una fase de ferrita en la estructura de acero y reduce la resistencia del acero. Además, reduce la relación de una fase de austenita residual, que reduce la tenacidad del acero. Por tanto, el límite superior para el contenido de Cr es del 18 %. El contenido de Cr es preferentemente del 16,5 % al 17,5 %.Chromium (Cr) is an essential element that improves corrosion resistance in an environment of high temperature chloride aqueous solution. In order to achieve high SCC resistance in the environment of high temperature chloride aqueous solution, the lower limit for Cr content is 16%. On the other hand, since Cr is a ferrite forming element, excessive Cr content increases the ratio of a ferrite phase in the steel structure and reduces the strength of the steel. In addition, it reduces the ratio of a phase of residual austenite, which reduces the toughness of the steel. Therefore, the upper limit for Cr content is 18%. The Cr content is preferably from 16.5% to 17.5%.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

Ni: 3,5 % al 7 %Ni: 3.5% to 7%

El níquel (Ni) mejora la resistencia a la corrosión en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura y también mejora la tenacidad del acero. Con el fin de obtener estos efectos, el límite inferior para el contenido de Ni es del 3,5 %. Por otra parte, el Ni es un elemento formador de austenita y un contenido de Ni excesivo aumenta la relación de una fase de austenita residual en la estructura del acero, que reduce la resistencia del acero. Por tanto, el límite superior para el contenido de Ni es del 7 %. El contenido de Ni es preferentemente del 3,5 % al 6,5 %, más preferentemente del 3,8 % al 5,8 %.Nickel (Ni) improves corrosion resistance in an environment of high temperature chloride aqueous solution and also improves the toughness of steel. In order to obtain these effects, the lower limit for Ni content is 3.5%. On the other hand, Ni is an austenite-forming element and excessive Ni content increases the ratio of a residual austenite phase in the steel structure, which reduces the strength of the steel. Therefore, the upper limit for Ni content is 7%. The Ni content is preferably 3.5% to 6.5%, more preferably 3.8% to 5.8%.

Cu: 1,5 % al 4 %Cu: 1.5% to 4%

El cobre (Cu) reduce la velocidad de solución del acero en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura y también mejora la resistencia de SCC del acero. Además, el Cu fortalece una fase de ferrita en la estructura del acero. Con el fin de obtener estos efectos, el límite inferior para el contenido de Cu es del 1,5 %. Por otra parte, un contenido de Cu excesivo reduce la capacidad para ser trabajado en caliente el acero. Por tanto, el límite superior para el contenido de Cu es del 4 %. El contenido de Cu es preferentemente del 1,5 % al 3,0 %, más preferentemente del 1,5 % al 2,5 %.Copper (Cu) reduces the speed of solution of the steel in an environment of high-temperature chloride aqueous solution and also improves the SCC resistance of the steel. In addition, the Cu strengthens a ferrite phase in the steel structure. In order to obtain these effects, the lower limit for the Cu content is 1.5%. On the other hand, excessive Cu content reduces the ability to be hot worked steel. Therefore, the upper limit for the Cu content is 4%. The Cu content is preferably 1.5% to 3.0%, more preferably 1.5% to 2.5%.

Mo: superior al 2 % y no superior 4 %Mo: greater than 2% and not greater than 4%

El molibdeno (Mo) mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y la resistencia de SCC del acero cuando coexiste con Cr. Con el fin de obtener los efectos, el contenido de Mo es superior al 2 %. Por otra parte, el Mo es un elemento formador de ferrita y, por tanto, un contenido de Mo excesivo aumenta la relación de una fase de ferrita en la estructura del acero, que reduce la resistencia. Por tanto, el contenido de Mo no es superior al 4 %. El contenido de Mo es preferentemente del 2,1 % al 3,3 %, más preferentemente del 2,3 % al 3,0 %.Molybdenum (Mo) improves the pitting corrosion resistance and SCC resistance of steel when it coexists with Cr. In order to obtain the effects, the Mo content is greater than 2%. On the other hand, Mo is a ferrite forming element and, therefore, an excessive Mo content increases the ratio of a ferrite phase in the steel structure, which reduces resistance. Therefore, Mo content is not more than 4%. The Mo content is preferably 2.1% to 3.3%, more preferably 2.3% to 3.0%.

Al sol.: 0,001 % al 0,1 %In the sun: 0.001% to 0.1%

El aluminio (Al) desoxida el acero en el proceso de refino. Con el fin de obtener el efecto, el límite inferior para el contenido de Al es del 0,001 %. Por otra parte, un contenido de Al excesivo produce una gran cantidad de una inclusión de alúmina que va a generarse en el acero, que reduce la tenacidad del acero. Por tanto, el límite superior para el contenido de Al es del 0,1 %. Obsérvese que el contenido de Al en la memoria descriptiva significa el contenido de aluminio soluble en ácido (Al sol.).Aluminum (Al) deoxidizes steel in the refining process. In order to obtain the effect, the lower limit for the Al content is 0.001%. On the other hand, an excessive Al content produces a large amount of an alumina inclusion that will be generated in the steel, which reduces the toughness of the steel. Therefore, the upper limit for the Al content is 0.1%. Note that the Al content in the specification means the acid soluble aluminum content (Al sol.).

Ca: 0,0001 % al 0,01 %Ca: 0.0001% to 0.01%

El calcio (Ca) desoxida el acero en el proceso de refino. Además, el Ca mejora la capacidad para ser procesado en caliente. Con el fin de obtener estos efectos, el límite inferior para el contenido de Ca es del 0,0001 %. Por otra parte, un contenido de Ca excesivo produce una gran cantidad de una inclusión tal como CaO que va a generarse en el acero, que reduce la tenacidad del acero. Además, la inclusión tal como CaO forma un origen para un hoyo. Por tanto, el límite superior para el contenido de Ca es del 0,01 %.Calcium (Ca) deoxidizes steel in the refining process. In addition, Ca improves the ability to be hot processed. In order to obtain these effects, the lower limit for Ca content is 0.0001%. On the other hand, an excessive Ca content produces a large amount of an inclusion such as CaO that is to be generated in the steel, which reduces the toughness of the steel. In addition, inclusion such as CaO forms an origin for a hole. Therefore, the upper limit for the Ca content is 0.01%.

N: 0,05 % o menosN: 0.05% or less

El nitrógeno (N) estabiliza una fase de austenita y también mejora la resistencia a la corrosión por picaduras. Por otra parte, un contenido de N excesivo hace que se formen diversos nitruros en el acero, que reduce la tenacidad del acero. Por tanto, el contenido de N no es superior al 0,05 %. Con el fin de obtener eficazmente el efecto, el límite inferior para el contenido de N es preferentemente del 0,005 %.Nitrogen (N) stabilizes an austenite phase and also improves resistance to pitting corrosion. On the other hand, an excessive N content causes various nitrides to form in the steel, which reduces the toughness of the steel. Therefore, the content of N is not more than 0.05%. In order to effectively obtain the effect, the lower limit for the N content is preferably 0.005%.

O: 0,05 % o menosO: 0.05% or less

El oxígeno (O) es una impureza y se combina con otro elemento para formar óxido, que reduce la tenacidad y la resistencia a la corrosión del acero. Por tanto, el contenido de O es preferentemente tan pequeño como sea posible. Por tanto, el contenido de O no es superior al 0,05 %.Oxygen (O) is an impurity and is combined with another element to form rust, which reduces the toughness and corrosion resistance of steel. Therefore, the O content is preferably as small as possible. Therefore, the O content is not more than 0.05%.

Metales de las tierras raras: 0,001 % al 0,3 %Rare earth metals: 0.001% to 0.3%

Los metales de las tierras raras (REM) son elementos importantes según la invención. Los REM mejoran la resistencia de SCC en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura como se ha descrito anteriormente. Con el fin de obtener el efecto, el límite inferior para el contenido de REM es del 0,001 %. Por otra parte, un contenido excesivo de REM satura el efecto. Por tanto, el límite superior para el contenido de REM es del 0,3 %. El contenido de REM es preferentemente del 0,001 % al 0,1 %, más preferentemente del 0,001 % al 0,01 %.Rare earth metals (REM) are important elements according to the invention. REMs improve the resistance of SCC in an environment of high temperature aqueous chloride solution as described above. In order to obtain the effect, the lower limit for REM content is 0.001%. On the other hand, excessive REM content saturates the effect. Therefore, the upper limit for REM content is 0.3%. The content of REM is preferably from 0.001% to 0.1%, more preferably from 0.001% to 0.01%.

Obsérvese que REM según la invención se refieren a itrio (Y) con número atómico 39 y lantanoides del lantano (La) con número atómico 57 a lutecio (Lu) con número atómico 71.Note that REM according to the invention refers to yttrium (Y) with atomic number 39 and lanthanum lanthanoids (La) with atomic number 57 to lutetium (Lu) with atomic number 71.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

El acero inoxidable según la invención contiene al menos uno de los REM anteriores. Por tanto, el contenido de REM significa el contenido total de al menos uno seleccionado de la pluralidad de REM descritos anteriormente.The stainless steel according to the invention contains at least one of the previous REMs. Thus, the REM content means the total content of at least one selected from the plurality of REM described above.

El equilibrio de la composición química consiste en Fe e impurezas.The balance of the chemical composition consists of Fe and impurities.

El acero inoxidable según la invención contiene al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Ti, Zr, Hf, V y Nb en lugar de una parte de Fe si fuera necesario.The stainless steel according to the invention contains at least one selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V and Nb instead of a part of Fe if necessary.

Ti: 0,5 % o menos Zr: 0,5 % o menos Hf: 0,5 % o menos V: 0,5 % o menos Nb: 0,5 % o menosTi: 0.5% or less Zr: 0.5% or less Hf: 0.5% or less V: 0.5% or less Nb: 0.5% or less

El titanio (Ti), circonio (Zr), hafnio (Hf), vanadio (V) y niobio (Nb) no son elementos esenciales y se añaden como elementos opcionales. Estos elementos fijan cada uno el C y reducen la generación de carburo de Cr. Por tanto, se reduce la generación de un hoyo atribuible a una capa agotada en Cr formada alrededor del carburo de Cr y se reduce la sensibilidad de SCC. Sin embargo, un contenido excesivo de cualquiera de estos elementos reduce la tenacidad del acero. Por tanto, los límites superiores para el contenido de estos elementos son cada uno del 0,5 %. Con el fin de obtener eficazmente el efecto anteriormente descrito, los límites inferiores para el contenido de estos elementos son cada uno preferentemente del 0,005 %. Obsérvese, sin embargo, que si el contenido de estos elementos es inferior al límite inferior preferible, el efecto anteriormente descrito se obtiene de algún modo.Titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V) and niobium (Nb) are not essential elements and are added as optional elements. These elements each fix the C and reduce the generation of Cr carbide. Therefore, the generation of a hole attributable to a depleted Cr layer formed around the Cr carbide is reduced and the sensitivity of SCC is reduced. However, excessive content of any of these elements reduces the toughness of the steel. Therefore, the upper limits for the content of these elements are each 0.5%. In order to effectively obtain the effect described above, the lower limits for the content of these elements are each preferably 0.005%. Note, however, that if the content of these elements is lower than the preferable lower limit, the effect described above is obtained in some way.

2. Método de fabricación2. Manufacturing method

El acero inoxidable según la invención puede tener la siguiente estructura llevando a cabo temple-revenido como tratamiento térmico, de manera que pueda proporcionarse la resistencia a la corrosión como se pretende y la resistencia necesaria cuando se usan como productos tubulares para países productores de petróleo. Ahora, se describirá a modo de ejemplo un método de fabricación de una tubería de acero inoxidable según la invención.The stainless steel according to the invention can have the following structure carrying out quenching-tempering as a heat treatment, so that the corrosion resistance can be provided as intended and the necessary strength when used as tubular products for oil producing countries. Now, a method of manufacturing a stainless steel pipe according to the invention will be described by way of example.

El acero que tiene la composición química anteriormente descrita se funde y se fabrica en una palanquilla. La palanquilla producida se somete a trabajo en caliente y se fabrica en una tubería de acero inoxidable. Se emplea un método de Mannesmann, por ejemplo, como el trabajo en caliente para fabricar una tubería de acero sin costuras. Obsérvese que el trabajo en caliente puede ser extrusión en caliente o forjado en caliente.The steel having the chemical composition described above is melted and manufactured in a billet. The billet produced is subjected to hot work and manufactured in a stainless steel pipe. A Mannesmann method is used, for example, such as hot work to make a seamless steel pipe. Note that hot work can be hot extrusion or hot forged.

La tubería de acero inoxidable producida se somete a temple y revenido. En el momento, la temperatura de temple preferible es de 900 °C a 1200 °C, y la temperatura de revenido preferible es de 450 °C a 650 °C.The stainless steel pipe produced is quenched and tempered. At the moment, the preferable tempering temperature is 900 ° C to 1200 ° C, and the preferable tempering temperature is 450 ° C to 650 ° C.

3. Estructura3. Structure

La estructura del acero inoxidable producido por el método anteriormente descrito incluye, en porcentaje en volumen, 10 % al 60 % de fase de ferrita y 2 % al 10 % de fase de austenita residual.The stainless steel structure produced by the method described above includes, in percentage by volume, 10% to 60% ferrite phase and 2% to 10% residual austenite phase.

Ahora, el porcentaje en volumen de la fase de ferrita se obtiene por el siguiente método. Se graba un espécimen que tiene su superficie pulida usando una solución en mezcla de agua regia y glicerina. Usando el espécimen grabado, la relación de área de la fase de ferrita en la superficie del espécimen se mide por un método de recuento de puntos según JISG0555. La relación de área medida se usa como un porcentaje en volumen. El porcentaje en volumen de la fase de austenita residual se mide por difracción de rayos X.Now, the volume percentage of the ferrite phase is obtained by the following method. A specimen that has its polished surface is etched using a mixed solution of royal water and glycerin. Using the engraved specimen, the area ratio of the ferrite phase on the surface of the specimen is measured by a point counting method according to JISG0555. The measured area ratio is used as a percentage by volume. The volume percentage of the residual austenite phase is measured by X-ray diffraction.

Obsérvese que en la estructura de acero inoxidable, la porción distinta de la fase de ferrita y la fase de austenita residual es principalmente una fase de martensita revenida. Pueden incluirse carburo, nitruro, boruro y una fase de Cu distinta de la fase de martensita.Note that in the stainless steel structure, the distinct portion of the ferrite phase and the residual austenite phase is primarily a reverted martensite phase. Carbide, nitride, boride and a Cu phase other than the martensite phase may be included.

El acero inoxidable según la invención tiene la estructura anteriormente descrita, de manera que la resistencia al estiramiento no es inferior a 654 MPa (que se corresponde con 95 ksi). La resistencia al estiramiento puede ajustarse a 758 MPa (que se corresponde con 110 ksi) o más y adicionalmente a 862 MPa (que se corresponde con 125 ksi) o más. La resistencia al estiramiento en esta memoria descriptiva se refiere al 0,2 % de resistencia al estiramiento en el punto de fluencia basado en la norma ASTM.The stainless steel according to the invention has the structure described above, so that the tensile strength is not less than 654 MPa (corresponding to 95 ksi). Stretch strength can be adjusted to 758 MPa (corresponding to 110 ksi) or more and additionally to 862 MPa (corresponding to 125 ksi) or more. Stretch resistance in this specification refers to 0.2% stretch resistance at the creep point based on the ASTM standard.

El acero inoxidable según la invención tiene alta tenacidad ya que contiene la fase de austenita residual igual que el porcentaje en volumen anteriormente descrito en la estructura.The stainless steel according to the invention has high tenacity since it contains the residual austenite phase equal to the volume percentage described above in the structure.

EjemplosExamples

Se produjo y examinó una pluralidad de tipos de acero inoxidable que tenían diversas composiciones químicas para su resistencia de SCC en un entorno de solución acuosa de cloruro de alta temperatura.A plurality of types of stainless steel were produced and examined that had various chemical compositions for their resistance to SCC in an environment of high temperature aqueous chloride solution.

Fabricación de especímenesSpecimen Manufacturing

Se fundieron una pluralidad de tipos de acero inoxidable que tenían las composiciones químicas en la Tabla 2.A plurality of types of stainless steel having the chemical compositions in Table 2 were melted.

Claims (2)

REIVINDICACIONES 1. Acero inoxidable usado para productos tubulares para países productores de petróleo, que consiste en, en porcentaje en masa, 0,001 % al 0,05 % de C, 0,05 % al 1 % de Si, como máximo 2 % de Mn,1. Stainless steel used for tubular products for oil producing countries, consisting of, in mass percentage, 0.001% to 0.05% of C, 0.05% to 1% of Si, at most 2% of Mn, 5 como máximo 0,03 % de P, menos del 0,002 % de S, 16 % al 18 % de Cr, 3,5 % al 7 % de Ni, más del5 maximum 0.03% of P, less than 0.002% of S, 16% to 18% of Cr, 3.5% to 7% of Ni, more than 2 % y como máximo 4 % de Mo, 1,5 % al 4 % de Cu, 0,001 % al 0,3 % de metal de las tierras raras,2% and a maximum of 4% of Mo, 1.5% to 4% of Cu, 0.001% to 0.3% of rare earth metal, 0,001 % al 0,1 % de Al sol., 0,0001 % al 0,01 % de Ca, como máximo 0,05 % de O, y como máximo 0,05 % de N, y uno o más seleccionados del grupo que consiste en como máximo 0,5 % de Ti, como máximo 0,5 % de Zr, como máximo 0,5 % de Hf, como máximo 0,5 % de V y como máximo 0,5 % de Nb, consistiendo el 10 resto en Fe e impurezas, en el que el acero tiene una estructura que incluye, en porcentaje en volumen, 10 % al0.001% to 0.1% of Al sol., 0.0001% to 0.01% of Ca, at most 0.05% of O, and at most 0.05% of N, and one or more selected from the group consisting of a maximum of 0.5% of Ti, a maximum of 0.5% of Zr, a maximum of 0.5% of Hf, a maximum of 0.5% of V and a maximum of 0.5% of Nb, consisting of 10 rest in Fe and impurities, in which the steel has a structure that includes, in percentage by volume, 10% at 60 % de fase de ferrita y 2 % al 10 % de fase de austenita residual y tiene una resistencia al estiramiento de al60% ferrite phase and 2% to 10% residual austenite phase and has a tensile strength of at menos 654 MPa.minus 654 MPa. 2. El acero inoxidable según la reivindicación 1, que comprende además al menos uno seleccionado del grupo que 15 consiste en 0,005 % al 0,5 % de Ti, 0,005 % al 0,5 % de Zr, 0,005 % al 0,5 % de Hf, 0,005 % al 0,5 % de V y2. The stainless steel according to claim 1, further comprising at least one selected from the group consisting of 0.005% to 0.5% Ti, 0.005% to 0.5% Zr, 0.005% to 0.5% of Hf, 0.005% to 0.5% of V and 0,005 % al 0,5 % de Nb.0.005% to 0.5% of Nb. PRESENCIA/AUSENCIA DE SCCPRESENCE / ABSENCE OF SCC imagen1image 1
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