[發(fā)明專利]一種經(jīng)濟(jì)型L485Q無(wú)縫管線管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510429527.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN104988388B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧敘燕;劉珂;胡楚江;馮瑩;李健強(qiáng);李玲霞;馮傳寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 達(dá)力普石油專用管有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06;C22C33/04
• 代理公司: 石家莊國(guó)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所13120
• 代理人: 陸林生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)縫管線管技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著石油及天然氣清潔能源需求量的增加，用于油氣輸送的管線管已經(jīng)成為鋼管市場(chǎng)需求的亮點(diǎn)。“十二五”我國(guó)平均年需管線管已經(jīng)超過(guò)500萬(wàn)噸，其中無(wú)縫管線管的需求量已超過(guò)70萬(wàn)噸。尤其是隨著輸氣管道的輸氣量和壓力不斷提高，高端管線管的需求量日益增長(zhǎng)，同焊接鋼管相比，高端無(wú)縫管線管的生產(chǎn)尚存在以下難點(diǎn)：1）無(wú)縫鋼管軋制和調(diào)質(zhì)處理過(guò)程的冷卻能力不如鋼板的軋制過(guò)程，因此不易采用鋼板的控軋控冷技術(shù)；2）無(wú)縫鋼管的壁厚均勻性不如管線鋼板。因此，無(wú)縫鋼管的成型特點(diǎn)使其在滿足大口徑要求和達(dá)到高的韌性還有一定的技術(shù)難度。

目前鋼鐵行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入微利時(shí)代，國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)低端同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，通過(guò)化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程的有效控制來(lái)獲得優(yōu)良的材料性能，從而降低生產(chǎn)成本，成為當(dāng)前鋼鐵冶金研究的一個(gè)主要方向。

在合金元素對(duì)鋼的性能影響方面，前人已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。

C：碳元素是對(duì)鋼的性能影響最大的基礎(chǔ)元素。隨著碳含量的增加，抗拉強(qiáng)度不斷提高，但塑性、韌性及耐蝕性會(huì)降低，且焊接性和冷加工性能變差。在低合金鋼中，要求焊接性能的鋼種，含碳量一般不超過(guò)0.20%。

Si：煉鋼時(shí)可作為脫氧劑加入鋼中，隨著硅含量的提高，鋼的抗拉強(qiáng)度提高，屈服點(diǎn)也提高，冶煉過(guò)程中鋼液流動(dòng)性增加，但伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊韌性及焊接性能均降低。

Mn：鋼中加入錳后會(huì)引起固溶強(qiáng)化，還可以降低鋼g-a的相變溫度，進(jìn)而細(xì)化鐵素體晶粒。錳的這種固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化、相變強(qiáng)化在提高強(qiáng)度的同時(shí)，還可以提高韌性、降低鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度。但錳的含量過(guò)高就會(huì)加劇鑄坯的中心偏析，從而引起鋼管力學(xué)性能的各向異性。

Nb：鈮元素可通過(guò)固溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、析出強(qiáng)化來(lái)提高鋼的強(qiáng)度。有研究表明：加入適量的鈮，可以獲得均勻的針狀鐵素體組織和良好韌性。但鈮元素會(huì)導(dǎo)致高溫延展性能明顯下降的脆化溫度區(qū)（900～700?℃），易在連鑄時(shí)出現(xiàn)裂紋。

V：釩是我國(guó)富有的一種元素，釩在奧氏體中的固溶度大，VN的形成溫度稍高于低碳鋼的A_c3溫度，對(duì)形變奧氏體的再結(jié)晶過(guò)程阻礙作用較小，因此釩細(xì)化晶粒的作用較弱；V(C,N)析出溫度低，在轉(zhuǎn)變后的鐵素體中大量析出，產(chǎn)生顯著的沉淀強(qiáng)化作用。

Mo：鋼中加入鉬能夠降低相變溫度、抑制塊狀鐵素體的形成、促進(jìn)針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變，并能提高Nb(C、N)的沉淀強(qiáng)化效果，而且可改善鋼的低溫韌性和焊接HAZ的韌性。

其他元素（如Cu、Ni、Cr）：出于經(jīng)濟(jì)、性能的考慮，在管線鋼中還經(jīng)常使用銅、鎳、鉻等元素，這些元素對(duì)管線鋼相變行為的影響類似于錳、鉬。銅還能降低鋼的腐蝕速率，這對(duì)于酸性環(huán)境中使用的管線鋼有利。但是銅和鉻的含量控制不當(dāng)會(huì)影響鋼的焊接性能。

目前各個(gè)鋼管企業(yè)對(duì)管線管的成分設(shè)計(jì)都是在C-Mn鋼的基礎(chǔ)上加入Nb、V、Mo、Cr、Ti、Cu、Ni等元素進(jìn)行微合金化。

由于無(wú)縫鋼管成型特點(diǎn)方面的缺陷，現(xiàn)有屈服強(qiáng)度為485?MPa管線管大都是大口徑的焊管，高端無(wú)縫管線管的技術(shù)報(bào)道較少。

現(xiàn)有的技術(shù)中有一種高強(qiáng)高韌X70厚壁無(wú)縫管線鋼，此鋼種的壁厚達(dá)到36?mm，其組成元素的重量配比為：C?0.09～0.10%、Si?0.23～0.24%、Mn?1.26～1.27%、P≤0.012％、S≤0.010％、Mo?0.20%、Al?0.005～0.045%、Nb?0.03%、V?0.04～0.05%、Cu?0.15～0.16%、Ni?0.16%、Ti?0.02%、Cr?0.03%、CEQ≤0.43、Pcm≤0.22，其余為Fe和微量雜質(zhì)元素。采用該技術(shù)雖然可以達(dá)到較高的力學(xué)性能，但是合金成本較高。

現(xiàn)有的技術(shù)中還有一種具有抗HIC性能的X70QS無(wú)縫管線管，其組成元素的重量配比為：C?0.06～0.14%、Si?0.20～0.45%、Mn?1.00～1.30%、P≤0.015%、S≤0.003%、Ni≤0.10%、Cu≤0.20%、Cr?0.05～0.30%、Mo?0.05～0.30%、Al?0.015～0.060%、N?0.003～0.010%、Nb?0.030～0.050%、V?0.05～0.09%、Ca≤0.060%，余量為Fe和雜質(zhì)；碳當(dāng)量Pcm≤0.22%，CEQ≤0.39%。采用該技術(shù)可獲得良好的耐腐蝕性能，但同樣合金成本較高。