[發(fā)明專利]一種X80輸送管線用無縫鋼管及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210562204.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103882316A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解德剛;王長順;陳克東;趙波;鄭云龍;陳勇;邸軍
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C21D8/10;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低合金鋼制造技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種油氣輸送用管線鋼管及其制造方法，尤其涉及一種X80強度級別的輸送用無縫鋼管及其制造方法。

背景技術(shù)

管線用輸送鋼管有無縫鋼管和焊管兩種，無縫鋼管制造的管線管一般占輸送管線用鋼管的10%左右，并主要用于路上特殊地段、加壓站進出地段以及城市主干線等。按國際通用的行業(yè)標準API?5L最新第44版的要求，X80?PSL2等級管線管必須滿足抗拉強度、屈服強度、沖擊韌性以及屈強比的嚴格要求。

目前，X80?PSL2強度級別輸送管線用無縫鋼管主要采用離線的調(diào)質(zhì)熱處理制造工藝。采用離線的調(diào)質(zhì)工藝固然可以得到X80鋼級管線管的力學(xué)性能結(jié)果，但離線調(diào)質(zhì)的熱處理工藝生產(chǎn)工序復(fù)雜，成本較高，成材率亦較低，在當(dāng)下及未來長時期內(nèi)的鋼鐵供大于求的大背景下，產(chǎn)品利潤率較低，缺乏競爭優(yōu)勢，而且制造過程對環(huán)境亦增加污染。

X80以下強度級別管線管對碳當(dāng)量E_IIW一般要求不超過0.43。由于X80強度級別管線管屬于管線管中的高鋼級產(chǎn)品，鋼管的強度要求較高，PSL2技術(shù)等級產(chǎn)品又對產(chǎn)品強度進行了范圍的限定，即屈服強度555~705MPa、抗拉強度625~825MPa，而且還有屈強比的限制，要求不高于0.93，因此，X80無縫管線管成了API?5L?最新版第44版中為數(shù)不多的未對碳當(dāng)量做強制限定的產(chǎn)品。但是，用戶出于加工的便利性考慮，也希望X80無縫管線管盡量具有低的碳當(dāng)量，一般要求碳當(dāng)量E_IIW不要超過0.50，同時產(chǎn)品必須達到X80鋼級要求的較高的強度、沖擊韌性以及屈強比等要求，故采用一般的熱軋方式制管難以達到要求。

通過檢索國內(nèi)外專利，查到與本發(fā)明內(nèi)容相關(guān)的專利1件，即CN01126611.2，其采用傳統(tǒng)的離線淬火加高溫回火的熱處理工藝制造X80?PSL2管線管，如前所述，其弊端是制造成本高、制造周期長且增加環(huán)境污染，而且，其合金配方中添加貴金屬Ni來提高鋼管的淬透性能，亦增加合金成本。本發(fā)明的一種輸送用高強度無縫鋼管的主要特點是在低的合金成本和制造成本下達到了鋼管力學(xué)性能滿足X80管線管的要求，而且，本發(fā)明制造工藝緊湊、簡捷，設(shè)備投入少，易于實施，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。對比專利如下。

1）中國專利，01126611.2，一種低碳低合金鋼及所制管材，成分（wt%）：C?0.10%-0.16%、Si?0.20%-0.40%、Mn?1.00%-1.35%、Al?0.02%-0.035%、V?0.07%-0.13%、Ni?0.05%-0.25%、B?0.0005%-0.0035%。該發(fā)明的技術(shù)特點是采用離線的調(diào)質(zhì)的熱處理工藝制造鋼管，通過添加Ni、B保證鋼管的淬透性能，使鋼管強度達X80鋼級水平。該發(fā)明的不足之處在于，其淬火加高溫回火的離線熱處理制造工藝，合金、能源消耗等制造成本較高、制造周期長、成材率隨之必然降低且增加環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是，提供一種采用低成本合金設(shè)計，非離線淬火+回火處理的X80?PSL2管線管的無縫鋼管及其制造方法，避免由于采用離線調(diào)質(zhì)熱處理產(chǎn)生的制造成本較高、合金成本亦較高、產(chǎn)品成材率較低等問題。

本發(fā)明目的是通過下面的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種X80級別PSL2在線熱處理的高強管線管用無縫鋼管，采用C-Mn-Cr-Nb-Ti系合金設(shè)計，保證產(chǎn)品的碳當(dāng)量CE_IIW不高于0.50，通過Cr、Nb、Ti與C的共同作用，使鋼管在熱軋后的快速冷卻過程中形成M-A組織，采用在線的回火處理，既與普通的離線調(diào)質(zhì)技術(shù)有明顯的不同，又能使產(chǎn)品得到與調(diào)質(zhì)X80?PSL2管線管相當(dāng)?shù)膹姸取_擊韌性等力學(xué)性能。

本發(fā)明產(chǎn)品的合金成分設(shè)計范圍如下：?

按Wt%計，C?0.12%-0.16%、Si?0.30%-0.45%、Mn?1.24%-1.44%、Cr?0.30%-0.50%、Nb?0.02%-0.05%、Ti?0.01%-0.03%、P≤0.020%、S≤0.012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，且碳當(dāng)量CE_IIW?0.39-0.50。

各主要元素的作用及設(shè)計理由如下：

C：碳作為低合金鋼的主要強化元素，一般為鋼種必有元素，其有益作用是可明顯提高鋼的強度，其不利影響是隨其含量的增加會損害鋼的韌性和可焊接性。由于碳與其他強化元素相比，有最好的經(jīng)濟性，因此，本發(fā)明為充分利用碳的有益作用、盡量規(guī)避其有害影響，限定碳的含量范圍為0.12%-0.16%。