[發(fā)明專利]一種原油儲運容器用耐腐蝕鋼及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510822769.6
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105420596A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 羅小兵;蘇航;柴鋒;楊才福;李麗;薛東妹;梁豐瑞;侯雅青;陳雪慧
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中聯(lián)先進鋼鐵材料技術有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/16;C22C38/18;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/60;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 白海燕;龔頤雯

技術領域

本發(fā)明涉及原油儲運容器，尤其涉及一種制造原油儲運容器用的低合金耐腐蝕鋼材料，同時兼顧該鋼材的生產(chǎn)工藝。

背景技術

目前，腐蝕問題是制約石油石化及油氣運輸行業(yè)運行安全和經(jīng)營成本的重要障礙，比如長距離原油輸送管道、陸地原油儲罐、大型油輪貨油艙等的腐蝕威脅了運輸?shù)陌踩Ｔ蛢\容器的外壁一般為海洋大氣腐蝕或工業(yè)大氣腐蝕；容器內(nèi)壁則發(fā)生復雜的油氣腐蝕，根據(jù)容器的位置不同可分為容器頂部氣相腐蝕、原油覆蓋位置腐蝕、容器底部腐蝕。在氣相腐蝕部位以化學腐蝕為主，罐內(nèi)原油中揮發(fā)出的酸性氣體(硫化氫、氯化氫)，和通過呼吸閥進入油罐的惰性氣體包括氧氣、二氧化碳、二氧化硫等在容器上凝結成酸性溶液.導致嚴重的均勻腐蝕發(fā)生，且腐蝕產(chǎn)物容易產(chǎn)生剝離、脫落，使油品中摻入鐵銹等雜質(zhì)，將造成煉油后續(xù)工序催化劑中毒，對成品油質(zhì)量造成不良影響。一般原油覆蓋位置由于原油本身對鋼板有一定的保護作用，因此腐蝕較輕。在容器底部的腐蝕形態(tài)為點腐蝕，原因之一是容器底部積聚了從原油中分離出的酸性鹽水，酸性鹽水中含有大量的富氧離子，成為較強的電解質(zhì)溶液，產(chǎn)生了電化學腐蝕；另一個原因是原油中的固體雜質(zhì)和容器頂部腐蝕產(chǎn)物大量沉積于底部，由于它們與儲油容器底板具有不同的電位，形成了腐蝕電池，產(chǎn)生了電化學腐蝕。

目前，針對上述腐蝕形態(tài)采取的主要措施有兩種，一種方法是增加鋼材的腐蝕裕量，采用較厚規(guī)格的鋼板或鋼管，但這樣勢必增加結構的重量和建造成本。另一種方法是在鋼板的表面涂布導靜電耐蝕涂料，將鋼材與腐蝕環(huán)境進行隔離，但該方法存在建造工期長、成本高等問題；另一方面，由于涂層本身有微孔，老化后又出現(xiàn)龜裂、剝離等現(xiàn)象，再加上施工不良，產(chǎn)生針孔，裸露的金屬成為陽極，涂層形成大陰極而產(chǎn)生局部腐蝕電池，進而使涂層遭到更嚴重的破壞，因此即使進行了涂裝，但也不能保證防腐效果。

目前，國內(nèi)外針對上述腐蝕問題開展了相應的研究工作，如專利文獻1(公開號CN1662668A)提供了一種原油油槽用鋼及其制造方法，其通過添加大量昂貴的耐蝕合金元素的方法來提高鋼的耐蝕性，雖然具有一定效果，但是涉及的問題是材料的經(jīng)濟性較差，另外該發(fā)明僅解決了原油槽內(nèi)壁的腐蝕，其發(fā)明鋼種對外壁的大氣腐蝕情況是否有改善未得到體現(xiàn)。專利文獻2(公開號CN101389782A)提供了一種船舶用耐蝕鋼材，其在鋼種添加適量W、Cr等元素來改善鋼的耐蝕性，但是該發(fā)明主要考慮的是鋼板在壓載海水環(huán)境下的腐蝕，而貨油艙的腐蝕環(huán)境與壓載艙存在很大差別。專利文獻3(公開號CN101928886A)中公開了一種貨油艙用耐蝕鋼，其特征為在C質(zhì)量百分比為0.01～0.2％的鋼中加入適量Si、Mn、P、S和Ni、Cu、Cr，Ti，在該方法中，盡管可以在一定程度上提高鋼的耐腐蝕性，但是在原油的儲運過程中，會有H₂S等酸性氣體的揮發(fā)，而該專利文獻完全沒有考慮含有H₂S的情況下的腐蝕，且同樣未考慮到容器外壁的大氣腐蝕問題。因此，原油儲運容器的實際腐蝕問題還有待進一步解決。

發(fā)明內(nèi)容

解決上述存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種原油儲運容器用耐腐蝕鋼材，同時提供該鋼材的生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供的耐腐蝕鋼不僅在干濕交替的油氣環(huán)境下具有優(yōu)異的腐蝕性能，在大氣環(huán)境下同樣具有良好的耐蝕性。將該耐蝕鋼用于油氣儲運容器制造，可有效提高銹層的致密程度，減緩剝離狀均勻腐蝕，提高整體服役壽命及可靠性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種原油儲運容器用耐腐蝕鋼，含有的成分及相應占有的質(zhì)量百分含量為：

C：0.01～0.4％、Si：0.02～2.0％、Mn：0.05～2.0％、S：≦0.01％、P：0.02～0.08％、Ni：0.05～2.0％、Cu：0.05～2.0％、Cr：0.005～1.0％、Sb：0.01～0.3％、Hf：0.005～0.2％、Ti：≦0.2％、Nb：≦0.3％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

同時，在各所述成分做配比選擇時，應滿足下述兩公式的值均在0.5～0.9范圍內(nèi)：

Cα＝(1－0.4665×Cu)×(1－0.8491×P)×(1－0.1143×Cr)

Cβ＝(1－0.2703×Cu)×(1－0.5831×Hf)×(1－0.7249×Sb)

上述兩公式中出現(xiàn)的化學元素符號，均代表該化學成分在所述耐腐蝕鋼中的質(zhì)量百分含量。

進一步講，C的含量優(yōu)選范圍是0.02～0.2％。

Mn的含量優(yōu)選范圍是0.5～1.6％。

P的含量優(yōu)選范圍是0.02～0.04％。