[發(fā)明專利]厚壁高強度耐酸性管線管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380030841.0
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104364406A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 谷澤彰彥;仲道治郎;川中徹;內(nèi)富則明;尾關孝文
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;B21C37/08;C21D8/02;C22C38/12;C22C38/50;G01N29/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發(fā)明涉及厚壁(heavy?wall)高強度(high-strength)耐酸性管線管(line?pipe?for?sour?gas?service)及其制造方法，更好地涉及管厚為20mm以上且拉伸強度為560MPa以上的厚壁高強度耐酸性管線管。

背景技術

以世界范圍的能源需求增大為背景，原油(crude?oil)、天然氣(natural?gas)的開采量逐年增加，結果高品質(zhì)的原油、天然氣慢慢枯竭，被迫要使用硫化氫(hydrogen?sulfide)濃度高的低品質(zhì)的原油、天然氣。

對于為了開采這樣的原油、天然氣而鋪設的管線、原油精制工廠的壓力容器和配管而言，為了確保安全性而需要耐酸性能(sour?resistant?property)、耐HIC性能(resistance?to?Hydrogen?Induced?Cracking)和耐SSC性能(resistance?to?Sulfide?Stress?Corrosion?Cracking))優(yōu)異的材料。另外，為了滿足管線管的長距離化、提高輸送效率，必須應用厚壁、高強度化的鋼板和鋼管。

因此，強度等級為API(American?Petroleum?Institute)5L?X60～X65、管厚為20～40mm左右且在NACE－TM0284和NACE－TM0177的A溶液環(huán)境中確保有優(yōu)異的耐酸性能的厚壁高強度耐酸性管線管的穩(wěn)定供給成為課題。

現(xiàn)在，在耐酸性管線管的穩(wěn)定供給中，必須使用由連續(xù)鑄造板坯(continuous?casting?slab)通過TMCP(Thermo-Mechanical?Control?Process)制成的厚鋼板作為鋼管原材料。在這樣的制約下，作為提高耐HIC性能的重要因素，清楚地知道如下因素：1)Mn、P等中心偏析(center?segregation)元素減少、鑄造速度降低、由在輕壓下的使用所致的中心偏析硬度減少，2)由S、O減少和Ca的最佳量添加所致的中心偏析中的伸長MnS的產(chǎn)生抑制、夾雜物集聚帶(垂直彎曲型連續(xù)鑄造機中，板坯表面?zhèn)?/4t位置附近)中的Ca束的生成抑制，3)由TMCP中的加速冷卻條件最佳化所致的微觀組織的貝氏體單相化、島狀馬氏體(Martensite-Austenite?constituent,MA)的產(chǎn)生抑制、中心偏析的固化抑制等，并提出了專利文獻1～25的方案。

專利文獻1～3中公開了如下技術：通過導入將在中心偏析中濃化的合金元素對中心偏析硬度造成的影響進行定量化而得的化學成分參數(shù)、將中心偏析中的MnS和夾雜物集聚帶的Ca束的生成進行定量化而得的化學成分參數(shù)，從而能夠以合理的化學成分設計實現(xiàn)優(yōu)異的耐HIC性能。

專利文獻4～7中公開了如下方法：通過測定中心偏析部的Mn濃度、Nb、Ti濃度并將其濃度控制在一定以下，從而確保優(yōu)異的耐HIC性能。專利文獻8中公開了如下方法：通過將中心偏析部的未壓焊部長度控制在一定以下，從而抑制合金元素向中心偏析部的濃化及與其相伴的硬度上升，確保優(yōu)異的耐HIC性能。

專利文獻9中公開了如下方法：通過規(guī)定與在中心偏析中生成的S、N、O結合的夾雜物、NbTiCN的大小的上限并利用化學成分、板坯加熱條件控制在該范圍，從而確保優(yōu)異的耐HIC性能。專利文獻10中公開了如下方法：通過將Nb減少至低于0.01％，從而抑制成為中心偏析中的HIC起點的NbCN的產(chǎn)生，由此確保優(yōu)異的耐HIC性能。

專利文獻11中公開了如下方法：在厚壁高強度管線管中，通過將板坯再加熱時的加熱溫度控制成板坯中的NbCN固溶并盡量抑制奧氏體粒子粗大化的條件，從而兼得優(yōu)異的DWTT性能和HIC性能。專利文獻12和13中公開了如下方法：為了將用于抑制中心偏析中的MnS生成而添加的Ca的形態(tài)控制到最佳，使Ca－Al－O的組成比最佳化，形成微細的球狀，從而抑制以Ca束、粗大的TiN為起點的HIC產(chǎn)生，確保優(yōu)異的耐HIC性能。

專利文獻14中涉及加速冷卻開始溫度下限的確定，公開了如下方法：通過考慮C/Mn和未重結晶區(qū)域總壓下量，從而抑制帶狀組織的產(chǎn)生，確保優(yōu)異的耐HIC性能。專利文獻15和16中公開了如下方法：為了抑制與由未重結晶區(qū)域軋制所致的結晶粒扁平化相伴的微觀組織的HIC傳導停止性能劣化，提高軋制結束溫度，從而確保優(yōu)異的耐HIC性能。