[發明專利]一種海底耐酸腐蝕性能優異的管線鋼及生產方法

有效

• 申請號: 201510650859.1
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN105132807B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 徐進橋;郭斌;李利巍;崔雷;鄒航;毛新平;孔君華;徐鋒;劉小國
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/28;C22C38/50;C21D8/02;C21D8/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及一種管線用鋼及生產方法，具體地屬于一種海底耐酸腐蝕性能優異的管線鋼及生產方法。

背景技術

隨著陸地油氣資源的逐步枯竭，新的資源開采向海洋、極地、酸性等地質條件惡劣的地區延伸。目前，已探明世界海洋石油資源占世界石油資源總量的34％，而海洋天然氣的年產量也達到全球天然氣年總產量的32％，全球已有100多個國家在進行海上石油勘探，其中大部分國家已開始海底管道的建設和油氣開采工作，因此，海底管線用鋼的開發和應用的重要性日益凸顯。

海底管道運行過程中需要承受高的外部海水壓力和內部輸送壓力，同時還需要承受海底低溫洋流、渦激等給海底管道造成的頻繁沖擊，因此需要所采用的管線鋼原材料具有很高的抗壓潰能力、高強度、優異的低溫韌性、抗變形能力和疲勞性能。對酸性服役環境的海底管道，還需要管線鋼原材料具有優異的抗硫化氫腐蝕性能。

經檢索，中國專利申請號為CN200410025585.9的文獻，公開了“具有抗HIC性能X80管線鋼及其熱軋板制造方法”，其采用低C、高Mn，適量加Cu、Ni、Mo、Nb、V、Ti等合金元素的成分設計，結合TMCP工藝生產X80級抗HIC管線鋼的制造方法，該文獻由于采用高Mn含量設計，Mn的中心偏析無法避免，抗HIC性能合格，但抗SSC性能無法滿足硫化氫腐蝕環境的使用要求，且Mo、Cu、Ni等貴重金屬含量高，生產成本很高，不適合抗酸管線鋼的批量生產。

中國專利申請號為CN201010291517.2文獻，公開了“低溫韌性優異的厚規格海底管線用熱軋鋼板及其生產方法”，其采用低C、高Mn，適量添加Cu、Cr、Ni、Mo、Nb、V、Ti等合金元素的成分設計，結合中厚板TMCP工藝生產厚規格海底管線鋼的制造方法，該文獻采用高Mn含量的合金設計，不適用于抗硫化氫腐蝕環境，且生產方式上采用中厚板軋制生產，生產效率低，制造成本高，不適合經濟型規模化生產。

中國專利申請號為CN201410338917.2的文獻，公開了“無銅鎳抗酸管線鋼X52MS及其熱軋板卷的制造方法”，其采用低C、較高Mn，適量添加Cr、Nb、V等合金元素的成分設計，結合熱連軋控軋控冷工藝生產X52MS抗酸管線鋼的制造方法，該方法采用較高Mn含量設計，抗酸性能難以滿足硫化氫分壓較高的酸性腐蝕環境，且未添加Cu、Ni、Mo等淬透性元素，僅適于生產低級別管線鋼，不適合酸性條件下高壓輸送管道所需的高強度抗酸管線鋼的生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有隔水管用鋼技術存在的抗CO₂能力不足、制造成本高、生產工序控制困難等不足，而提供一種R_t0.5≥485MPa，R_m≥570MPa、R_t0.5/R_m≤0.90，A_50mm≥30%、-20℃KV₂≥250J，-15℃DWTTSA≥85％，且抗硫化氫腐蝕性能優異的海底耐酸腐蝕性能優異的管線鋼及生產方法。

實現上述目的的措施：

一種海底耐酸腐蝕性能優異的管線鋼，其化學成分及重量百分比為：C：0.020～0.050％、Si：0.10~0.30％、Mn：0.50～1.10％、P：≤0.012％、S≤0.0015％、Cu：0~0.20％、Cr：0～0.30％、Ni：0~0.20％、Mo：0~0.25％、Nb：0.030～0.055％、V：0.020~0.050%、Ti：0.010～0.025％、Al：0.010～0.050％、N：≤0.008％，殘余元素的重量百分比含量必須滿足：As≤0.010，Sb≤0.01，Sn≤0.02，Pb≤0.01，Bi≤0.01，其余為Fe和不可避免的雜質；力學性能：屈服強度R_t0.5≥485MPa，抗拉強度R_m≥570MPa，-20℃KV₂≥250J，-15℃DWTTSA≥85％。

一種海底耐酸腐蝕性能優異的管線鋼的生產方法，其步驟：

1）常規冶煉并連鑄成坯后，對鑄坯加熱，加熱溫度為1120～1210℃；

2）進行粗軋，控制粗軋結束溫度在980~1050℃，粗軋累積壓下率不低于70%，末三道次道次壓下率不低于20%；

3）進行精軋，控制精軋溫度在780～970℃，精軋累積壓下率不低于70%，精軋末兩道次道次壓下率不低于15%；采用恒加速軋制，加速度控制為0.0004~0.010m/s²；