[發(fā)明專利]具有高疲勞強(qiáng)度和抗氫脆性的冷軋鋼絲以及并入有所述冷軋鋼絲的增強(qiáng)的柔性管道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010637964.2
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN111893257B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西爾萬·弗伊塞;格耶·巴斯科特
• 申請（專利權(quán)）人: 安塞樂米塔爾金屬線法國公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/20;C21D1/26;C21D1/30;C21D1/42;C21D1/60;C21D1/607;C21D8/06;C21D9/00;C21D9/52;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 彭鯤鵬

本發(fā)明涉及具有高疲勞強(qiáng)度和抗氫脆性的冷軋鋼絲以及并入有所述冷軋鋼絲的增強(qiáng)的柔性管道，所述鋼具有以重量百分比表示的以下化學(xué)組成：0.2≤C≤0.6、0.5≤Mn≤1.0、0.1≤Si≤0.5、0.2≤Cr≤1.0、P≤0.020、S≤0.015、N≤0.010，以及任選的不超過0.07％的Al、不超過0.2％的Ni、不超過0.1％的Mo和不超過0.1％的Cu，余量為鐵和由生產(chǎn)導(dǎo)致的不可避免的雜質(zhì)。所述絲具有包含貝氏體以及任選的多達(dá)35％的針狀鐵素體和多達(dá)15％的珠光體的顯微組織。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)方法并且涉及用于開采碳?xì)浠衔锏牟⑷胗兴鼋z的柔性管道。

本申請是名為“具有高疲勞強(qiáng)度和抗氫脆性的冷軋鋼絲以及并入有所述冷軋鋼絲的增強(qiáng)的柔性管道”、申請?zhí)枮?01480070438.5的中國專利申請的分案申請，專利申請201480070438.5是根據(jù)專利合作條約于2014年12月22日提交的國際申請(PCT/FR2014/000301)進(jìn)入中國國家階段的國家申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于海上采油的冶金領(lǐng)域。其特別地涉及可以用作沉入深水的結(jié)構(gòu)或組件如柔性海上管道的增強(qiáng)或結(jié)構(gòu)元件的鋼絲，無論其用于輸送液體還是氣體碳?xì)浠衔铩?/p>

背景技術(shù)

已知的是，關(guān)于此類絲的基本要求，除了優(yōu)良的機(jī)械特征之外，還有在硫(特別是存在于輸送的流體和碳?xì)浠衔镏械囊訦₂S的形式)存在的酸性環(huán)境中良好的抗氫脆性。

目前可商業(yè)獲得的用于海上使用的鋼絲主要由拉伸強(qiáng)度Rm約為800MPa的低合金鋼種(low-alloy grades)制成。

為了以已知的方式制造這些冷軋絲，使用包含0.15重量％至0.80重量％的碳的錳鋼，其初始顯微組織為鐵素體-珠光體。在使初始圓軋絲棒成形之后，應(yīng)用適當(dāng)?shù)膽?yīng)力消除熱處理以獲得需要的硬度。然而，由于在輸送的碳?xì)浠衔镏袕?qiáng)烈存在H₂S，所以通過這些常規(guī)方法獲得的冷軋絲線不能承受在深水中遭遇的相對強(qiáng)的酸度。

此外，柔性海上管道目前必須適于在越來越深的水下深度的使用，這需要提高機(jī)械斷裂強(qiáng)度超過800MPa，以及提高使其能夠抵抗由存在的H₂S和CO₂產(chǎn)生的腐蝕的腐蝕疲勞強(qiáng)度。

此外，關(guān)于價格的市場約束越來越緊，這對貴合金元素(例如鉻、鈮等及其昂貴的加工步驟(尤其是如果其必須在熱條件下進(jìn)行)的慣常使用或長期使用或大量使用具有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是使可獲得在酸環(huán)境(H₂S類型的酸性環(huán)境)中具有非常良好的抗氫脆性特性和非常良好的腐蝕疲勞強(qiáng)度特性(CO₂+H₂S)的鋼絲以滿足油氣市場中的新約束，特別是通過使用低合金鋼組合物。

更具體地，所述目的是在含有5mbar H₂S或更多H₂S(抗氫脆性)的環(huán)境中在pH為4.1下在應(yīng)力下測試30天之后不存在內(nèi)部裂縫。

另一個目的是在含有H₂S和CO₂的腐蝕性環(huán)境中在+100MPa至+600MPa的交變應(yīng)力下在二百萬次彎曲循環(huán)之后不存在疲勞失效(疲勞斷裂)。甚至更具體地并優(yōu)選地，所述目的為即使多達(dá)四百萬次循環(huán)也不存在疲勞失效(腐蝕疲勞強(qiáng)度)。

除了所述絲的這些用途特性外，另一個目的是優(yōu)良的機(jī)械特性，并且具體地為800MPa至1300MPa的機(jī)械斷裂強(qiáng)度和大于或等于10％的延展性A以便于成形操作。

本發(fā)明的目的是權(quán)利要求1中所述的絲。所述絲還可具有單獨(dú)或組合考慮的權(quán)利要求2至5中所述的特征。

本發(fā)明的另一個目的是權(quán)利要求6中所述的方法。所述方法還可以包括單獨(dú)或組合考慮的權(quán)利要求7至11中所述的特征。

本發(fā)明的另一個目的是權(quán)利要求12中所述的管道。