[发明专利]一种X70管线钢热轧卷板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种X70管线钢热轧卷板及其制造方法。

技术背景

管道输送是长距离运输石油、天然气最经济、安全、高效的手段。随着石油、天然气开采量的与日俱增，输送管道的运输介质含H₂S增加，硫化氢腐蚀(HIC和SSCC)成为管线钢腐蚀的重要形式之一，它不仅影响管线钢的使用寿命，而且造成重大经济损失、环境污染和人员伤亡。

抗H₂S腐蚀管线钢除了需要满足常规管线钢要求的高强度、高韧性和可焊性外，还必须满足抗HIC和抗SSCC检测要求。从目前研究看来，同时保证高强度和良好的耐蚀性存在一定难度。这就对化学成分的设计、钢水的纯净度、铸坯的偏析控制、控轧控冷工艺及组织均匀性提出了极高的要求。且随着强度级别的增加，开发难度增大。

现有关抗硫化氢腐蚀管线钢的专利有：1)中国专利，授权公告号CN100359035C，“酸性环境用X65管线钢及其制造方法”(专利号ZL200510023651.3)；2)中国专利，授权公告号CN100439541C，(专利号ZL200480041358.3)“抗HIC性优良的管线钢及用该钢材制造出的管线管”；3)中国专利，申请公布号CN101928885A，“抗硫化氢腐蚀管线用钢及其生产方法”；4)中国专利，公开号CN1351189A，“一种超低碳高韧性抗硫化氢用输气管线钢”；5)中国专利，申请公布号CN102021476A，“一种低成本抗酸性管线钢热轧卷板及其制造方法”。

以上专利文献公开的抗硫化氢腐蚀管线钢除专利3外，其余强度水平全部为X65及其以下级别管线钢，专利3的实物强度虽达到了X70级别管线钢要求，但不能同时具备抗HIC和抗SSCC性能。因此，有必要研究开发具有抗硫化氢腐蚀(抗HIC和抗SSCC)性能的X70级别管线钢及其制造方法。

发明内容

为了克服现有X70管线钢热轧卷板的上述不足，本发明提供一种同时满足X70级别管线钢高的强韧性要求和抗硫化氢腐蚀(抗HIC和抗SSCC)性能要求的X70管线钢热轧卷板，同时提供一种该卷板的制造方法。

本发明提出的X70管线钢的热轧卷板的成分的重量百分比为：

C 0.02-0.05； Si 0.10-0.30；    Mn 1.00-1.40；P≤0.015；

S≤0.002；    Alt 0.015-0.05；  Nb 0.05-0.08；

V 0.02-0.035；Ti 0.01-0.02；    Cr 0.10-0.50；Ca≤0.006

Ni 0.10-0.30；Cu 0.10-0.30；

余量为Fe及不可避免的杂质元素；

其它的(除Fe以外)元素：0-0.1。

本发明采用低碳、低锰及无钼微合金化处理技术，利用钙处理控制夹杂物形态技术，利用精炼处理深脱硫、深脱气技术，利用轻压下控制钢质均匀性技术，以及利用低温加热技术和控轧控冷控制组织均匀性技术等共同作用，提供了一种抗硫化氢腐蚀用X70级别管线钢热轧卷板，该热轧卷板具有高强度、高韧性、良好焊接、冷弯、成型等性能的同时，具有优良的抗硫化氢腐蚀性能。

以下对本发明的机理进行简要说明。

碳：是钢中最经济、最基本的强化元素，但是C含量提高，HIC敏感性增加，而且C含量提高，对钢的延性、韧性和焊接性都会产生负面影响。因此，本发明C含量控制在0.02～0.05％范围内。

硅：降低硅含量，对提高钢的成型性、焊接性、韧性和塑性有利，并可改善钢的表面涂镀性。本专利Si含量控制在0.10～0.30％范围内。

锰：加入适量的Mn，可提高钢的淬透性，引起固溶强化，弥补低碳或者超低碳造成的强度下降。但是Mn含量超过一定量，则易产生偏析，形成带状组织从而使HIC敏感性增加。本发明Mn含量控制在1.00-1.40％范围内。

磷：是钢中不可避免的杂质元素，希望越低越好。磷易产生偏析，影响抗硫化氢腐蚀性能，本发明P含量控制在150ppm以内。

硫：能促进HIC发生，是极有害的元素，它与Mn生成的MnS夹杂是HIC最易成核的位置。Ca可以改变夹杂物的形态，使之成为分散的球状体，从而提高钢的抗硫化氢腐蚀能力。但Ca含量必须精确地控制在一定范围内，以避免生成对H₂S敏感的Ca的硫化物或氧化物。本发明S含量控制在20ppm以下。Ca含量控制在0.006％以下。