[发明专利]高含硫化氢环境用大口径高强度集输无缝钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐腐蚀材料及油气输送领域，特别是一种高含硫化氢环境用大口径高强度集输无缝钢管的制造方法。 

背景技术

我国石油天然气开采量逐年增加，仅中石化每年天然气产量超过70亿立方，其中高含H2S气田有中石化四川普光气田、元坝气田、中石油罗家寨气田等。高含硫天然气腐蚀性强，集输系统安全可靠运行对集输管材性能要求十分苛刻。但是考虑到集输系统管道用量大，完全依靠引进国外管材，成本高、周期长、集输系统抢维修和平稳运行受到了严重的制约。在高含硫化氢气田的集输管材只有两种选择一个是大口径焊管和Dalmine24斜轧扩管生产的管子，前者焊缝易存在天生的缺陷产生HIC开裂，后者管材易产生螺旋比易于缓蚀剂进行涂敷，加速腐蚀，两种管材均需要进口，价格高、采购周期长，性能不稳定，安全系数普遍偏低，只高于规定的最小屈服强度10～20MPa，在生产加工和集输过程中极易出现问题，影响生产和安全。同时强韧性匹配不足，未有良好的冲击韧性和低温冲击性能。 

中国公开号CN1811002A中C含量低，未加入V元素微合金化处理，对P、S含量要求不高，未提供新技术解决解决P、S引起的负面影响。CN1351189所公开的高韧性抗硫化氢用输气管线钢，P、S含量要求很低，制造成本高，目前的工业化生产还难以实现。CN01126611.2公开了“一种低碳合金钢及所制管材”，该发明涉及一种低碳低合金钢及所制管材，所要解决的技术问题是增加合金钢的强韧性及提高淬透性和焊接性能，冲击性能不是很理想，添加了多种贵重金属，生产成本高，而且未考虑耐腐蚀性能合金元素优异配比，不具备良好的抗HIC性能，由此制造的管材不具备输送酸性介质的要求。公 开号CN101287853A公开了“管线用无缝钢管即其制造方法”，主要针对于厚壁管，通过大量添加Mo元素0.4～1.2%来实现高强度、韧性和耐腐蚀性能，针对于本文所述的管线管考虑材料的焊接性能，行业标准中规定Mo元素不能超过0.15%，经协商后最大值也不能超过0.5%，所以不属于同一管线管领域。公开号CN101417296A公开了“直径为Φ219.0～460mm的大口径高钢级耐腐蚀无缝管的制造方法”，此规格系列采用PQF轧机直接得到最终的管材，有最大规格范围限制。 

在高硫化氢环境中，腐蚀问题是集输管道需要克服的重要问题。针对于高含硫化氢环境中，抗硫化氢腐蚀主要通过管材具有良好的抗硫化氢性能。在高含硫化氢和CO2环境，一般钻采所用的油管均采用双相不锈钢、镍基合金等耐蚀合金，耐蚀合金价格昂贵，对于集输管道因用量大，常用的防腐措施是采用抗硫化氢腐蚀管线加抗二氧化碳腐蚀的缓蚀剂来达到防腐的要求。 

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高含硫化氢环境用大口径高钢级无缝集输管的制造方法，有利于解决大口径无缝集输管的冶炼、轧制和热处理等生产难题，提供安全可靠的高含硫环境可替代焊管的输送管道，解决油气输送过程中的腐蚀问题。 

为实现发明目的，本发明采用的技术方案是一种高含硫化氢环境用大口径高钢级无缝集输管的制造方法，该方法包括以下步骤： 

a.所述高含硫环境用大口径高强度集输无缝钢管的钢种成分重量％为：C0.05～0.13％，Si0.25～0.50％，Mn1.20～1.50％，P≤0.015％，S≤0.003％，Al0.030～0.060％，N0.003～0.012％，Nb0.030～0.10％，V0.04～0.09％，Cu0.15～0.35％，Ni0.10～0.50％，Mo0.10～0.35％，Cr0.15～0.45％，Ca≤0.006%，CE_ΠW≤0.39%，CEpcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质； 

b.炼钢按步骤a无缝钢管的成分设计原料中采用优质废钢、管头和铁水≥30%，熔化成钢水后，通过电炉、精炼、RH真空炉、喂丝处理、连铸并结合微合金化、纯净钢冶炼、夹杂物变性，连铸机铸成Φ400mm及以上断面钢坯；喂丝处理为纯Ca丝喂入量≥100m/炉； 

c.热轧将冷却后的连铸坯冷定心后，在环形加热炉内加热，炉温为1230～1290℃，管坯加热温度偏差±10℃，热穿孔温度1220～1260℃，Φ460PQF连轧机组连轧温度940～1200℃，定径温度880～980℃，冷却，为斜轧旋扩工艺提供毛管；