[發明專利]一種厚壁調質深海管線用平板及其生產方法

有效

• 申請號: 201610960456.1
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN107988558B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 張帥;任毅;劉文月;王爽;高紅
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/18;C21D8/02;C21D1/25
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本發明提供一種厚壁調質深海管線用平板及其生產方法，該平板成分按重量百分比計如下：C：0.056％～0.080％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.35％～1.54％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.011％～0.029％、Cr：0.21％～0.40％、Als：0.015％～0.040％、N：0.0020％～0.0049％、P≤0.010％、S≤0.002％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.00，還含有Ni、Mo元素中的一種或兩種，其中Ni：0～0.10％、Mo：0～0.15％、(Mo+Ni+Cr)：0.26％～0.45％，余量為鐵和不可避免雜質。生產方法：鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、連鑄、鑄坯再加熱、軋制、冷卻、調質；采用本發明生產平板適用于作為X65、X70級別厚壁深海油氣輸送管道的原料。

技術領域

本發明屬于低碳低合金鋼領域，尤其涉及一種深海油氣輸送用厚度≥35mm的X65、X70級高塑性、高韌性、低屈強比、耐腐蝕的調質海底管線平板及其生產方法。

背景技術

海洋是未來油氣資源開采的主要增長點，海洋油氣占全球油氣總儲量的70％；近年來，全球發現的大型油氣田中也以海洋油氣占大多數。同時，海洋油氣資源中有相當一部分分布在深海區域；以我國南海為例，其油氣儲量達到230億-300億噸，超過70％蘊藏于深海區域。

由于海洋油氣管道工作條件惡劣，需要承受很大的內壓、外壓、浪涌和暗流沖擊，必須具有較高的強度、剛度、疲勞和優異的變形能力，而隨著材料強度的提高，實現強、塑、韌性良好匹配的難度急劇上升。同時，隨著水深的增加，海洋管道的抗壓潰性能變得越發重要，其壁厚增加，管徑減小。另外，深水區溫度較低，要求管道具有良好的低溫止裂韌性，而如何改善厚規格管線鋼的低溫止裂韌性一直是世界管線鋼開發的技術難題。此外，海洋管道使用環境惡劣，鋪設成本極高，一旦出現油氣泄漏，帶來的環境污染和經濟損失難以估量，因此，對產品質量的穩定性有極為苛刻的要求。

深海海底管線鋼對壁厚、橫縱向強度、屈強比、均勻延伸率、低溫沖擊、落錘撕裂性能均有非常嚴格的要求；例如，一般要求厚度>30mm，性能上在保證橫縱向強度達到相應級別要求的同時，還要求低溫DWTT SA≥85％，-30℃橫向沖擊≥240J，縱向沖擊≥260J，橫、縱向屈強比≤0.82，橫縱向均勻延伸率≥8％，抗HIC腐蝕性能滿足經96小時NACE A溶液腐蝕CSR≤2％、CLR≤15％、CTR≤5％，抗SSCC腐蝕性能滿足72％應力加載條件下經720小時飽和H₂S溶液浸泡不發生斷裂并且10倍放大觀察下無可視裂紋。

目前，國內外對油氣輸送用深海管線鋼及海底管線鋼有一些研究，經檢索發現了部分有關的專利和文獻。但其所記載的內容與本發明的技術方案及所述產品性能等方面存在明顯差異。

《一種用于制作海底管線的鋼板及其軋制方法》(CN101082108A)公開了一種X65級別管線鋼板，鋼板厚度6-14mm，屈強比較高；其采用熱連軋生產，成分中以C、Mn、Nb為基礎采用Ni、Mo強化；該發明所述海底管線鋼厚度小，貴重合金含量高，同時，性能也無法滿足深海管線鋼要求。

《一種大壁厚海底管線鋼板及其生產方法》(CN102676925A)公開了一種X65級別海底管線鋼板，鋼板厚度25-30.2mm，采用控軋控冷工藝生產，成分中同樣以C、Mn、Nb為基礎采用Ni、Mo強化；同樣存在鋼板厚度偏小，貴重合金多等不足。

《用于超深海的高強度高韌性海底管線鋼及其制造方法》(CN104357766A)公開了一種X70級別深海海底管線鋼板，采用控軋控冷工藝生產，成分中采用Ni(0.31％～0.50％)、V(0.015％～0.04％)、Cu(0.10％～0.30％)的設計方案，其合金添加量多，經濟性不足。