[發明專利]管線用無縫鋼管及其制備方法

有效

• 申請號: 202111471049.1
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114250414B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王建華;謝凱意;宋光鑫;鄒喜洋;卓釗;周正平;昝啟飛;李端正;郭勝;夏文斌
• 申請（專利權）人: 衡陽華菱鋼管有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/06;C22C38/48;C22C38/42;C22C33/06;C21D8/10;B21C37/06;C21D1/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 金田蘊

本發明公開了一種管線用無縫鋼管及其制備方法。其中，該管線用無縫鋼管包含：C：0.06％～0.12％，Si：0.10％～0.45％，Mn：1.35％～1.65％，Cr：0.12％～0.25％，Mo：0.15％～0.25％，V：0.01％～0.05％，Al：0.025％～0.060％，Nb:0.01％～0.04％,Ni：0.15％～0.45％，N：0.003％～0.010％，P：≤0.015％，S≤0.003％，Cu:0.01％～0.15％等。應用本發明的技術方案，通過嚴格控制組分含量，可以使制備得到的管線用無縫鋼管的尺寸精度在標準要求之內，能夠滿足海洋立管X65鋼級的要求。

技術領域

本發明涉及鋼管制造技術領域，具體而言，涉及一種管線用無縫鋼管及其制備方法。

背景技術

隨著陸上油氣資源的逐漸萎縮，人類開采石油的領域逐漸過渡到海洋上來，從淺海到深海，人類的海洋工業正在向更深的海域中建造石油勘探和生產系統，這是世界海洋油氣工業發展的趨勢。隨著水深的不斷增加，深水開發的技術裝備也不斷面臨新的挑戰。海洋平臺和立管系統不斷的發展，油氣生產和儲運平臺在海洋作用下，具有復雜的運動特征，因此對連接海底管線和平臺的立管提出了嚴格的要求。

其中，管線用管指沿陸地或者海底鋪設或懸掛于海洋平臺的輸油輸氣的無縫鋼管，其中海油立管適合深海輸送油氣，海洋立管使用見圖1。圖1中從平臺垂下管線3部分即為海洋立管，其中，在圖1中，1為鉆井平臺，2為水平面，4為海底管線管，5為海洋深度(例如：≥1500米)。

管線用無縫鋼管、海洋油氣用管，尤其是海洋立管的使用環境極其惡劣，不但受到自身重力、浪涌、渦激振動、深水壓力、洋流環境等因素的影響，同時還會發生海鹽和海水腐蝕，其懸垂段和流線段隨洋流的影響，在海洋中產生浮式運動、與海底相互作用，還極易發生疲勞損傷。因此，鋼管不僅需要較高的強度、較低的屈強比，延伸率大于25％，而且需要良好的低溫韌性以及較高的CTOD值和抗疲勞破壞性能。其為了滿足優秀的焊接性能，除了要求碳當量Epcm，特別對P、S元素有要求，鋼種的總體設計思路是，低碳、微合金，優秀的焊接性能，但是同時又要保證一定的拉伸性能，低的屈強比，來保證長期服役的安全性。

管線用無縫鋼管，特別是海洋服役的立管，其尺寸精度是影響疲勞性能的重要因素。因其懸掛在海洋平臺下，受到海浪的沖擊，各管端之間須盡量保證中心一致，減少疲勞裂紋，保證幾十年的服役壽命。此外在海上鋪設海洋立管時，因場地限制，鋼管尺寸精度要求苛刻，主要尺寸方面技術指標要求鋼管管端壁厚精度±1mm，管端內徑偏差控制在±0.25mm。傳統的無縫鋼管生產方式難以滿足海洋立管的要求。而采用熱軋鋼管+內鏜外扒，雖然可以滿足尺寸精度要求，但是海洋立管較長，其長度＞12m，內鏜時，鏜桿受到重力自然下垂，鋼管中部加工力度不夠，故加工后尺寸難以滿足要求，此外采用內鏜外扒方式，廢棄金屬過大，成本較高。另外，采用無縫鋼管+冷軋的方法，僅可以滿足部分薄壁小口徑鋼管的尺寸要求，中大口徑、壁厚≥20mm的鋼管，冷軋存在軋制抗力大、生產效率極低和成本較高等缺點。采用普通的無縫鋼管+冷拔方法+熱處理生產工藝，雖然壁厚精度能夠滿足其要求，但是隨后的熱處理和矯直工序，鋼管內徑難以滿足其要求。另外管線用無縫鋼管，特別是海洋立管，其重量方面有要求，壁厚厚，重量重，內孔有足夠機加工余量，但是整個立管平臺承受更大的力，影響服役安全。而鋼管壁厚薄，重量輕，后續管端內孔加工余量又不夠，后續的管端尺寸差，無法成材。因此，立管的尺寸需要綜合設計，既能滿足尺寸和重量偏差，又不影響后續管端機加工，需要在鋼管尺寸、重量、加工余量三者之間找到一個平衡點。

發明內容

本發明旨在提供一種管線用無縫鋼管及其制備方法，以提供一種新的管線管用的X65鋼級的新鋼種。