[发明专利]一种低温酸性环境用L485Q(X70Q)级管线钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温酸性环境用L485Q(X70Q)级管线钢管及其制造方法。

背景技术

随着世界经济的飞速发展，对石油、天然气的需求量日益增加，普通陆地上的石油开采使这些区域的储存余量越来越少。一些国家油气资源开采活动逐渐从已有的资源转移至比较恶劣的环境中进行。在地球的南北极地区(高寒、深海等)如俄罗斯，加拿大，美国、我国的大庆油田及新疆克拉玛依部分区域等都蕴藏着丰富的石油、天然气资源。这些地区寒冷季节的气温在-30℃～-40℃，俄罗斯北部的气温历史最高记录为-60℃。

这些地区的资源开采，石油、天然气的输送管道在保证足够强度的同时，还要求管道具有良好的低温冲击韧性和抗腐蚀性能，保证在低温腐蚀环境下石油、天然气的输送作业安全。在这种极其恶劣的作业环境下，亟待开发适用于这种恶劣工况的油气输送工程中的无缝钢管。

一些工厂在设计制造同等钢级时，一般都是采用“C-Mn”系列，适当减少C％降低屈服强度并以2～3倍地增加Mn％来給予补偿，通过控制低含量的S％达到抗腐蚀的目的。在实际应用中，存在以下几个方面的问题：(1)Mn％含量较高时，虽然能强烈地提高钢的淬透性，但钢的回火脆性明显增强；(2)“C-Mn”系列钢随强度和硬度的提高，氢致开裂(HIC)的敏感性增加；(3)Mn在钢中主要起固溶强化作用，但Mn是易偏析元素，造成钢管的带状组织严重，增强各向异性，降低H2S腐蚀性能。

发明内容

鉴于上述技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低温酸性环境用L485Q(X70Q)级管线钢管及其制造方法，该钢管可在-30℃～-60℃低温腐蚀环境下使用，从而促使对在此种苛刻的低温腐蚀环境下的石油、天然气的输送，解决在该种低温腐蚀环境下一般高强度钢管由于耐低温抗腐蚀能力不够的技术难题。

本发明解决问题采用的技术方案是：

一种低温酸性环境用L485Q(X70Q)级管线钢管，该钢管的化学成分按重量百分比为：C：0.11％～0.17％、Si：0.17％～0.37％、Mn：0.35％～0.65％、P≤0.015％、S≤0.006％，Cr：0.40％～0.70％，V：0.04％～0.09％，Al：0.02％～0.05％，Ni≤0.20％，Cu≤0.25％，N≤0.008％，H≤0.0002％余量为Fe和不可以去除的杂质元素。

在该钢管的外表面上套设有聚乙烯层。

在该钢管的外表面上套设有三层聚乙烯层。

在该钢管的内表面上涂覆有钛合金粉末制成的纳米材料涂层。

上述钢管的制造方法，包括以下步骤，

(1)、炼钢及浇铸

①采用夹杂物元素含量低的优质废钢加深脱硫(S)、磷(P)铁水，再加入上述低温酸性环境用钢管的成分原料，运用转炉进行冶炼。

②进行连铸铸成圆管坯。

(2)、轧管

在环形炉中将上述铸成圆形的管坯进行加热，加热温度为1240℃-1260℃，使用穿孔机穿孔，采用狄塞尔轧机控制轧制精度，通过限动芯棒进行轧制，经高压水除磷后再通过14架定径机精确定径，在冷床上冷却后，锯切、矫直。

(3)、调质处理

将矫直后的钢管在高温淬火炉中加热到860℃～880℃保温并以工业循环水作为淬火液淬火，然后在回火炉中加热到580℃～630℃并保温，进行高温回火，出回火炉后进行高温矫直，矫直温度范围在400℃～500℃；调质处理后的钢管通过超声波无损探伤、水压试验工序。

(4)、防腐处理

在上述经调质处理的钢管外表面上包覆有三层聚乙烯层，内表面上涂覆有钛合金粉末制成的纳米材料涂层，最后喷标、包装。

主要成分设计原理如下：

碳(C)：碳含量高水淬开裂敏感性提高，焊接性能降低，宜采用含碳量为0.11～0.17％。

锰(Mn)：可提高钢的淬透性，但含量太高偏析严重，抗腐蚀性能降低，宜采用锰含量为0.35～0.65％。

硫(S)：硫与铁易形成FeS，在热加工时FeS-Fe共晶体容易熔化而导致开裂，硫含量高，其抗腐蚀性能下降，宜采用硫含量为0～0.006％。

磷(P)：磷与铁易形成脆性化合物Fe3P，而使钢的脆性增加，特别是在低温时更显著，温度下降时钢的韧性剧烈下降，宜采用磷含量为0～0.015％。

硅(Si)：可提高钢的屈服强度和硬度，但屈服强度和硬度太高，抗腐蚀性能降低，宜采用硅含量为0.17～0.37％。