JPS60238418A - 湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法 - Google Patents
湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法Info
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- JPS60238418A JPS60238418A JP9417984A JP9417984A JPS60238418A JP S60238418 A JPS60238418 A JP S60238418A JP 9417984 A JP9417984 A JP 9417984A JP 9417984 A JP9417984 A JP 9417984A JP S60238418 A JPS60238418 A JP S60238418A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は湿潤炭酸ガス環境下での耐食性に優れたサッカ
ーロッドの製造法に関する。
ーロッドの製造法に関する。
更に、詳細には本発明は湿潤炭酸ガス環境下での耐食性
と耐腐食疲労特性に優れた油井用サッカーロッドの製造
法に関する。
と耐腐食疲労特性に優れた油井用サッカーロッドの製造
法に関する。
従来技術とその問題点
油井用のサッカーロッドは使用時に繰り返し応力を受け
るため、使用時の耐食性能としては耐腐食疲労特性が重
要である。特に湿潤炭酸ガス雰囲気下では全面腐食や局
部腐食が大きく、従来のＡＰＩ規格品は満足な使用がで
きない。
るため、使用時の耐食性能としては耐腐食疲労特性が重
要である。特に湿潤炭酸ガス雰囲気下では全面腐食や局
部腐食が大きく、従来のＡＰＩ規格品は満足な使用がで
きない。
こうした湿潤炭酸ガス環境下の腐食には、ケーシングや
チュービングの油井用鋼管での経験から高Ｃｒ鋼の使用
が有効であることが判っている。サッカーロッドの使用
される油井環境は比較的低温であるため、材質としては
９〜１３重量％Ｃｒを含有する鋼が経済性も考慮して採
用されている。しかしながら、上述したように、サッカ
ーロッドは油井管き相違して繰り返し応力を受けるため
耐腐食疲労特性が重要な特性であり、単に９〜１３Ｃｒ
鋼を適用しても十分な性能が得られない。
チュービングの油井用鋼管での経験から高Ｃｒ鋼の使用
が有効であることが判っている。サッカーロッドの使用
される油井環境は比較的低温であるため、材質としては
９〜１３重量％Ｃｒを含有する鋼が経済性も考慮して採
用されている。しかしながら、上述したように、サッカ
ーロッドは油井管き相違して繰り返し応力を受けるため
耐腐食疲労特性が重要な特性であり、単に９〜１３Ｃｒ
鋼を適用しても十分な性能が得られない。
発明の目的
本発明は、上述した従来技術の問題を解決することを目
的とする。
的とする。
すなわち、本発明は湿潤炭酸ガス環境下で優れた耐食性
き耐腐食疲労特性を有するサッカーロッドを最適の鋼成
分と熱処理その他の処理条件を組み合わせて経済的に製
造する方法を提供することを目的とする。
き耐腐食疲労特性を有するサッカーロッドを最適の鋼成
分と熱処理その他の処理条件を組み合わせて経済的に製
造する方法を提供することを目的とする。
発明の構成
上記の目的を達成するため、本発明に従うと、Ｃ：０．
１０〜０．３０重量％、 Ｓｉ：０．１０〜０．８０重量％、 Ｍｎ ： ０．３０−１．２０重量％、Ｐ：０．０２５
重量％以下、 Ｓ：０．０１０重量％以下、 Ｃｒ ： ８．０〜１５．０重量％、 Ｓｏｌ、八１ ： ０．００１〜Ｏ，Ｑ５０重量％以下
、を含み、残部は実質上Ｆｅ及び不可避的不純物よりな
る鋼をんい、最終熱処理を実施するに当たり表面にショ
ツトブラスト処理を加えた後９００〜１０００℃の温度
範囲に浸炭雰囲気で加熱後焼入れを行ない、次いで６０
０〜７００℃で焼戻し、更に表面にショットピーニング
処理を施すことを特徴とする湿潤炭酸ガスを含有する油
井用サッカーロッドの製造法が提供される。すなわち、
本発明者らは、湿潤炭酸ガス環境下では鋼材表面のＣ「
濃化被膜が耐食性および耐腐食疲労特性に重要な役割を
果たす知見を得、下記の３項を指標として、９〜１３Ｃ
ｒｉから、湿潤炭酸ガス環境下で好適に使用できる油井
用サッカーロッドを製造する方法を開発したものである
。
１０〜０．３０重量％、 Ｓｉ：０．１０〜０．８０重量％、 Ｍｎ ： ０．３０−１．２０重量％、Ｐ：０．０２５
重量％以下、 Ｓ：０．０１０重量％以下、 Ｃｒ ： ８．０〜１５．０重量％、 Ｓｏｌ、八１ ： ０．００１〜Ｏ，Ｑ５０重量％以下
、を含み、残部は実質上Ｆｅ及び不可避的不純物よりな
る鋼をんい、最終熱処理を実施するに当たり表面にショ
ツトブラスト処理を加えた後９００〜１０００℃の温度
範囲に浸炭雰囲気で加熱後焼入れを行ない、次いで６０
０〜７００℃で焼戻し、更に表面にショットピーニング
処理を施すことを特徴とする湿潤炭酸ガスを含有する油
井用サッカーロッドの製造法が提供される。すなわち、
本発明者らは、湿潤炭酸ガス環境下では鋼材表面のＣ「
濃化被膜が耐食性および耐腐食疲労特性に重要な役割を
果たす知見を得、下記の３項を指標として、９〜１３Ｃ
ｒｉから、湿潤炭酸ガス環境下で好適に使用できる油井
用サッカーロッドを製造する方法を開発したものである
。
■焼入れ前のショツトブラスト処理およびオーステナイ
ト化により鋼材表面へＣｒを濃化すること、 ■焼入れ加熱時の表面脱炭層形成防止のため、焼入れ加
熱を浸炭雰囲気で実施すること、■焼戻し後の表面ショ
ットピーニング加工による表面性状のコントロールを行
うこと、以下、本発明の方法の構成要件の限定理由を個
別に説明する。
ト化により鋼材表面へＣｒを濃化すること、 ■焼入れ加熱時の表面脱炭層形成防止のため、焼入れ加
熱を浸炭雰囲気で実施すること、■焼戻し後の表面ショ
ットピーニング加工による表面性状のコントロールを行
うこと、以下、本発明の方法の構成要件の限定理由を個
別に説明する。
（１）鋼成分の適正化
Ｃｒ：
Ｃｒは湿潤炭酸ガス環境下での腐食を防ぐのに極めて有
効な元素で８重量％未満では十分な耐食性が得られない
。一方１５重量％を越えると靭性や熱間加工性が劣化す
る。
効な元素で８重量％未満では十分な耐食性が得られない
。一方１５重量％を越えると靭性や熱間加工性が劣化す
る。
Ｃ：
Ｃは強度確保に有効な元素で、サッカーロッドとして必
要な強度を得るには０．１０重量％以上必要である。ま
た０、１０重量％未満では熱間圧延時にフェライトが析
出し表面性状を劣化させる。一方０゜３０重量％を越え
ると靭性、熱間加工性の劣化が大きい。通常は０．１５
〜０．２５重量％が望ましい。
要な強度を得るには０．１０重量％以上必要である。ま
た０、１０重量％未満では熱間圧延時にフェライトが析
出し表面性状を劣化させる。一方０゜３０重量％を越え
ると靭性、熱間加工性の劣化が大きい。通常は０．１５
〜０．２５重量％が望ましい。
Ｓｌ：
Ｓｉは脱酸剤として添加されるもので、鋼の清浄度を確
保するため、０．１０重量％以上の添加が必要である。
保するため、０．１０重量％以上の添加が必要である。
しかしながらＳｌを多量に含むと靭性、加工性を劣化さ
せるので０．８０重量％以下にする必要がある。
せるので０．８０重量％以下にする必要がある。
Ｍｎ：
Ｍｎは焼入れ性、強度、靭性を確保する上で０．３０重
量％以上の添加が必要である。一方１．２０重量％を越
えると靭性が劣化するほか、偏析が増大し、水素脆性が
生じやすくなるので１．２０重量％以下とした。
量％以上の添加が必要である。一方１．２０重量％を越
えると靭性が劣化するほか、偏析が増大し、水素脆性が
生じやすくなるので１．２０重量％以下とした。
Ｐ：
Ｐも偏析を助長して水素脆化などのトラブルを生じやす
くするため、０．０２５重量％以下にする必要がある。
くするため、０．０２５重量％以下にする必要がある。
Ｓ ：
Ｓは非金属介在物を増加させ局部腐食などを生じゃずく
するため、０．０１０重量％以下にする必要がある。
するため、０．０１０重量％以下にする必要がある。
Ａ１゜
Ａ１は脱酸のため０．００１重量％以上添加する。しか
しながら、多量に含有すると靭性劣化となるので０．０
５０重量％以下とする。
しながら、多量に含有すると靭性劣化となるので０．０
５０重量％以下とする。
（２）熱処理その他の製造条件
（ａ）焼入れ及び焼入れ前のショツトブラスト処理９〜
１３Ｃｒ鋼の耐炭酸ガス腐食性は腐食により生じたＣｒ
ａ化表面表面被膜果によるもので、鋼中のＣｒａ度が高
いほど濃化するＣｒも多く耐食性が向上する。ところが
サッカーロッドにおいては繰り返し応力を受けるため、
表面被膜が損傷を受ける可能性が大きく、表面被膜の修
復性壬向上させるには油井用鋼管より高いＣｒ含有が必
要である。しかしながら経済性と熱間加工性を考慮する
と［［の上本発明者らは、鋼表面にＣｒを濃化させる方
法を検討した結果、ショツトブラスト処理をして表面を
清浄化した後オーステナイト化温度まで加熱するのが有
効であることが判った。この方法を採用することにより
湿潤炭酸ガス環境下での耐食性と耐腐食疲労特性が大巾
に改善された。
１３Ｃｒ鋼の耐炭酸ガス腐食性は腐食により生じたＣｒ
ａ化表面表面被膜果によるもので、鋼中のＣｒａ度が高
いほど濃化するＣｒも多く耐食性が向上する。ところが
サッカーロッドにおいては繰り返し応力を受けるため、
表面被膜が損傷を受ける可能性が大きく、表面被膜の修
復性壬向上させるには油井用鋼管より高いＣｒ含有が必
要である。しかしながら経済性と熱間加工性を考慮する
と［［の上本発明者らは、鋼表面にＣｒを濃化させる方
法を検討した結果、ショツトブラスト処理をして表面を
清浄化した後オーステナイト化温度まで加熱するのが有
効であることが判った。この方法を採用することにより
湿潤炭酸ガス環境下での耐食性と耐腐食疲労特性が大巾
に改善された。
焼入れ温度に関しては、偏析を考慮して完全なオーステ
ナイト化を得るには９００℃以上の加熱が必要である。
ナイト化を得るには９００℃以上の加熱が必要である。
一方１０００℃を越えるとオーステナイト粒の粗大化が
生じ靭性を劣化させる。
生じ靭性を劣化させる。
また加熱雰囲気は脱炭層の形成を防ぐため浸炭雰囲気で
行なうことが重要である。雰囲気調整は雰囲気中の炭素
活量が鋼中の炭素活量より大きくなるようにすればよく
、任意の公知の方法で実施してよい。
行なうことが重要である。雰囲気調整は雰囲気中の炭素
活量が鋼中の炭素活量より大きくなるようにすればよく
、任意の公知の方法で実施してよい。
（ｂ）焼戻し処理
焼戻しはサッカーロッドとして必要な強度に調整するた
め行なう。６００℃未満では強度が高くなるが、水素脆
化を生じやすくなる。他方、７００℃以上では偏析部が
変態する危険性があるので、６００〜７００℃での焼戻
しとした。
め行なう。６００℃未満では強度が高くなるが、水素脆
化を生じやすくなる。他方、７００℃以上では偏析部が
変態する危険性があるので、６００〜７００℃での焼戻
しとした。
（Ｃ）焼戻し後のジュツトピーニング処理表面のショッ
トピーニング処理を行うと、表面に圧縮残留応力が生じ
、また表面の荒さが改善され、腐食疲労特性が向上する
のでショットピーニング処理を実施する。
トピーニング処理を行うと、表面に圧縮残留応力が生じ
、また表面の荒さが改善され、腐食疲労特性が向上する
のでショットピーニング処理を実施する。
以下、本発明の鋼およびその方法を実施例により説明す
るが、これらの実施例は本発明の技術的範囲を制限する
ものでないことは勿論である。
るが、これらの実施例は本発明の技術的範囲を制限する
ものでないことは勿論である。
実施例
第１表に示す本発明の方法に従い用いる鋼（以下゛本発
明鋼”と記す）とＡＰＩ規格のＤグレードの鋼とを、本
発明の方法および従来法により処理してサッカーロッド
を製造した。
明鋼”と記す）とＡＰＩ規格のＤグレードの鋼とを、本
発明の方法および従来法により処理してサッカーロッド
を製造した。
ここで本発明の方法とは、鋼の溶製、熱間圧延、アップ
セット加工、ショツトブラスト処理、浸炭雰囲気下での
加熱後の焼入れ処理、焼戻しおよびショットピーニング
処理からなり、焼入れおよび焼戻し温度は第２表に示す
とおりである。
セット加工、ショツトブラスト処理、浸炭雰囲気下での
加熱後の焼入れ処理、焼戻しおよびショットピーニング
処理からなり、焼入れおよび焼戻し温度は第２表に示す
とおりである。
他方、従来方法は、鋼の溶製、熱間圧延、アップセット
加工、焼入れ、焼戻し及びショットピーニング処理から
なり、焼入れおよび焼戻しの温度は第２表に示すとおり
である。
加工、焼入れ、焼戻し及びショットピーニング処理から
なり、焼入れおよび焼戻しの温度は第２表に示すとおり
である。
製造したサッカーロッドはＡインチ（１２，７ｍｍ ）
のサイズであった。耐食性は腐食減量と腐食疲労−１性
で評価した。
のサイズであった。耐食性は腐食減量と腐食疲労−１性
で評価した。
更に腐食疲労寿命試験は、８０℃で３０気圧のＣ０２中
で、最大応力４０ｋｓｉ 、最低応力２０ｋｓｉで１５
０ｃｐｍのサイクル数で片振り試験機により繰り返し応
力をかけて破断寿命をめることによって行った。
で、最大応力４０ｋｓｉ 、最低応力２０ｋｓｉで１５
０ｃｐｍのサイクル数で片振り試験機により繰り返し応
力をかけて破断寿命をめることによって行った。
第２表の試験結果に示すように、本発明に従って用いる
９〜１３［：ｒ鋼は腐食量が低く、その本発明鋼を本発
明の方法の工程により処理した場合は腐食疲労寿命も著
しく改善される。
９〜１３［：ｒ鋼は腐食量が低く、その本発明鋼を本発
明の方法の工程により処理した場合は腐食疲労寿命も著
しく改善される。
従って、本発明の方法に従い製造されたサブカーロッド
は、従来のＡＰＩ規格のＤグレード鋼のサッカーロッド
では使用に耐えない苛酷な湿潤炭酸ガス環境下で好適に
使用できる。
は、従来のＡＰＩ規格のＤグレード鋼のサッカーロッド
では使用に耐えない苛酷な湿潤炭酸ガス環境下で好適に
使用できる。
発明の効果
本発明は、耐食性と耐腐食疲労特性に優れ、湿潤炭酸ガ
ス環境下で好適に使用できる油井用サッカーロッドの提
供に成功したものである。
ス環境下で好適に使用できる油井用サッカーロッドの提
供に成功したものである。
本発明は、９〜１３Ｃｒ鋼を、焼入れ加熱前にショツト
ブラスト処理し、浸炭雰囲気下で加熱することによりＣ
ｒ濃化表面被膜を形成し、耐食性および耐腐食疲労特性
を向上したことを要旨とする。
ブラスト処理し、浸炭雰囲気下で加熱することによりＣ
ｒ濃化表面被膜を形成し、耐食性および耐腐食疲労特性
を向上したことを要旨とする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．１０〜０．３０重量％、 Ｓｉ：０．１０〜０，８０重量％、 Ｍｎ ： ０．３０〜１．２０重量％、Ｐ：０．０２５
重量％以下、 Ｓ：０．０１０重量％以下、 Ｃｒ ： ８． Ｏ〜１５．０重量％、Ｓｏｌ、Ａｌ
： ０．００１〜０．０５０重量％以下、を含み、残部
は実質上Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる鋼を用い、最
終熱処理を実施するに当たり表面にショツトブラスト処
理を加えた後９００〜１０００℃の温度範囲に浸炭雰囲
気で加熱後焼入れを行ない、次いで６００〜７００℃で
焼戻し、更に表面にショットピーニング処理を施すこと
を特徴とする湿潤炭酸ガスを含有する油井用サッカーロ
ッドの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9417984A JPS60238418A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9417984A JPS60238418A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238418A true JPS60238418A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14103105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9417984A Pending JPS60238418A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 湿潤炭酸ガス環境用サツカ−ロツドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238418A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0995809A4 (en) * | 1997-09-29 | 2000-12-13 | Sumitomo Metal Ind | STEEL FOR OIL HOLE PIPES WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO DAMP CARBON DIOXIDE GAS AND WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO SEA WATER, AND SEAMLESS OIL HOLE PIPES |
| WO2004002644A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Weatherford Canada Partnership | Method of manufacturing continuous sucker rod |
| WO2005118904A3 (en) * | 2004-06-02 | 2007-03-15 | Halliburton Energy Serv Inc | Case hardened stainless steel oilfield tool |
| CN102500618A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-06-20 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种抽油杆的大盘卷生产方法 |
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| CN109913746A (zh) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低成本小口径马氏体不锈钢油井管及其制造方法 |
| CN110643797A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 昆山开信精工机械股份有限公司 | 一种先干后湿的喷丸加工方法 |
| CN112481548A (zh) * | 2020-09-02 | 2021-03-12 | 三联泵业股份有限公司 | 一种耐磨耐腐衬胶渣浆泵生产用加工方法 |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP9417984A patent/JPS60238418A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0995809A4 (en) * | 1997-09-29 | 2000-12-13 | Sumitomo Metal Ind | STEEL FOR OIL HOLE PIPES WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO DAMP CARBON DIOXIDE GAS AND WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO SEA WATER, AND SEAMLESS OIL HOLE PIPES |
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| WO2020103895A1 (zh) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 浙江睿智钢业有限公司 | 一种高强度耐腐蚀抽油杆及其制备工艺 |
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| CN110643797A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 昆山开信精工机械股份有限公司 | 一种先干后湿的喷丸加工方法 |
| CN112481548A (zh) * | 2020-09-02 | 2021-03-12 | 三联泵业股份有限公司 | 一种耐磨耐腐衬胶渣浆泵生产用加工方法 |
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