[发明专利]海洋平台用特厚高强度优良低温韧性钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金调质钢制造领域，特别涉及海洋平台用特厚高强度优良低温韧性钢板及其制造方法，其屈服强度≥690MPa、抗拉强度≥770MPa、-40℃夏比V型缺口冲击功≥69J、NDT≤-35℃、Z≥35％，最大厚度达到200mm以上。

背景技术

近年来，世界经济的快速发展加剧了能源的消耗，石油天然气等能源的开采逐渐由陆地向近海、深海延伸，作为海上能源开发的必备装置——海洋平台得到了快速的发展，也促进了海洋平台用钢的不断进步。

海洋平台用钢是在船体结构钢的基础上发展起来的，最初建造的钢质平台都是用船体结构钢。随着科学技术的进步和开发海洋事业的蓬勃发展，海洋平台建造的数量不断增加，类型也日益增多；同时能源开采由浅海向深海发展，由温暖海域向低温海域发展，所以海洋平台要经受各种气候条件和风浪的袭击，经受海水的腐蚀，工作条件非常苛刻；此外，海洋平台的大型化趋势也很显著，结构复杂，焊接工作量大，应力集中程度高，因此对海洋平台用钢提出了大厚度、高强度、高韧性、可焊性和良好耐蚀性的苛刻要求，尤其是对于一些关键构件还提出了Z向性能要求。

近年来，国产海洋平台用钢板已经被广泛采用，EH36以下平台用钢基本实现国产化，占平台用钢量90％。但随着海洋平台趋于大型化、深水化的发展，船体结构钢的强度级别满足不了一些关键部位的性能要求，对于高强度、大厚度的钢板仍依赖进口。

目前在自升式平台中使用的强度级别最高的钢种——690MPa级高强度、高韧性、耐腐蚀、易焊接的海洋平台用钢只有日本、德国一些厂家可以生产，严重制约的了我国的海洋工程装备的发展。因此，有必要针对此类钢种进行开发。

中国专利CN1281906公开了一种高强度、高韧性、良好耐蚀性的系泊链用钢及其生产工艺，该钢种采用较高C、高Mn，Ni、Cr、Mo合金化及Nb微合金化的成分设计方法，碳当量(CE(IIW)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)达到1.40％以上；经EAF+LF+VD+CCM的工艺路径，制造成系泊链用钢，可用于半潜式钻井平台、单点系泊结构和浮式生产储油轮以及其它海洋开发设施的R4级系泊链，亦可用于一些要求较高的船舶锚链。但是，该系泊链用钢为棒材，其C、Mn含量、抗拉强度均不符合海洋平台用齿条钢的相关标准、规范要求，且碳当量＞1.4％，过高的碳当量导致其焊接性能较差，焊接热影响区韧性不足，不能作为大型海洋平台结构承重的桩腿材料进行焊接使用。

中国专利CN 1908217提出了一种海洋钻井、生产和处理平台用耐海水腐蚀钢的制造方法。该钢种主要采用低碳，Cu、Cr合金化以及Nb微合金化的成分设计方法，通过脱硫、吹炼、真空处理、连铸以及热轧等工序，制造海洋平台用耐海水腐蚀钢，制造的钢种屈服强度级别在440MPa及以下。但该耐海水腐蚀钢，其C、Cr含量、屈服强度、抗拉强度均不符合海洋平台用齿条钢的相关标准、规范要求，且其钢板厚度只有20mm厚，不能作为大型海洋平台结构承重的桩腿材料使用。

美国专利US4428781A提出了一种海洋钻井平台系泊链用具有良好可焊性、淬硬性低合金钢的制造方法。通过低碳、高Si，Ni、Cr、Mo合金化以及Nb、V、Ti微合金化的成分设计方法，制造的钢种屈服强度在600MPa以上，抗拉强度在900MPa以上，-20℃缺口冲击韧性在40J以上，具有良好的可焊性和淬硬性。该钢种经800～1000℃正火处理后空冷或水冷到室温，再经过680～790℃退火处理后，可制造用于固定海洋平台的锚链。

但是，与前述专利一样，该锚链用钢为棒材，其C、Cr、Ni含量均不符合海洋平台用齿条钢的相关标准、规范要求，其低温冲击韧性也不能满足海洋平台用齿条钢相关标准要求，不能作为大型海洋平台结构承重的桩腿材料使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋平台用特厚高强度优良低温韧性钢板及其制造方法，采用中C、Ni-Cr-Mo合金化及Nb-V-Ti微合金化成分体系，屈服强度≥690MPa、抗拉强度≥770MPa、-40℃夏比V型缺口冲击功≥69J、NDT≤-35℃、Z≥35％，最大厚度达到200mm以上，可用于制造海洋平台用齿条。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：