[发明专利]一种超厚规格抗HIC及抗SSCCX65管线钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及X65管线用钢板制造领域，具体涉及抗HIC及抗SSCC的X65管线用钢板及其制造方法。

背景技术

目前世界需求的能源中化石能源还占能源结构中的主体地位，近年来世界经济的急速增长极大带动了化石能源需求的急速增长。陆地及碱性石油天然气等资源已开采上百年，面临日益枯竭。因此人类已逐渐将目光投向酸性石油天然气地域，酸性油气田的特性是在石油或天然气中含有一定H₂S等酸性气体，给输送管道造成腐蚀，其腐蚀方式主要有HIC（氢致裂纹）及SSCC（应力腐蚀）两种方式，目前抗HIC及抗SSCC管线钢应用的最高钢级在X65钢级，且相对较薄，随着输送量及输送效率需求的提高，管线钢的钢级将朝向厚规格甚至超厚规格方向发展。

专利号为CN100359035C”酸性环境用X65管线钢及其制造方法“，其主要特点是：1）该专利主要是针对热连轧生产；2）该专利也采用低碳低锰设计，但是该专利中提到钙硫比Ca/S需大于2，这在实际操作中很难实现，并将会带来两个问题：一是由于Ca含量过高，会对精炼炉衬产生较大的侵蚀作用，降低精炼炉的使用寿命；二是过高的Ca/S比会增加钢中的CaO.Al2O3链状夹杂，反而会恶化钢板的抗HIC性能；3）该发明未提到抗SSCC性能要求。

专利号为CN103526129A“一种厚规格抗酸性腐蚀X65钢板及其制造方法”，其主要特点是：1）该申请专利适用于宽厚板法生产，但产品最厚规格为35mm；2）该申请专利也相对采用低碳钢设计，但Mn含量偏高，厚规格特别是特厚规格情况下很难保证钢板芯部Mn偏析，从而恶化抗HIC性能；3）对于后续怎样减小偏析所提到的工艺所示，该申请专利未提到，实践发现，采用该发明提到的Mn含量，钢板芯部偏析较严重，导致抗HIC性能不合格；4）该申请发明中未提到Ca处理及Ca/S比要求，虽然该发明中提到的S含量较低，不高于0.0015%，但若未进行Ca处理及Ca/S要求，则也很容易形成MnS条状夹杂，从而恶化抗HIC性能，这在实际生产中经常批量出现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种超厚规格的X65管线钢板及其制造方法，采用低碳低锰设计，同时加入微量的Nb、V、Ti等微合金话元素，同时加入少量的Mo、Cu、Ni等元素，根据H在组织中的行为规律，通过改良精炼+连铸+TMCP工艺，使钢材具有优异的抗HIC、抗SSCC性能的组织以及优异的低温韧性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种超厚规格抗HIC及抗SSCC的X65管线钢板，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.02～0.04%，Mn：1.25～1.45%，Si：0.1～0.3%，S：≤0.0005%，P：≤0.010%，Nb：0.05～0.07%，Ti：0.008～0.03%，V：≤0.10%，Al：≤ 0.06%，N：≤ 0.010%，O：≤ 0.006%， Mo：≤ 0.25%， Cu：0.18～0.30%，Ni：≤0.40%，Cr≤ 0.30%，Ca：0.0005～0.0015%，且Ca/S的含量比值为1.0～2.0，余量为Fe 及不可避免的杂质元素；所述钢板的厚度为35mm及以上。

进一步地，钢板的厚度为35～41mm；本发明也适合35mm厚以下规格。同时具有优异的低温韧性性能，如-46℃低温冲击为350J左右；-60℃低温冲击在300J左右；-15℃落锤剪切面积在85%以上，-20℃落锤剪切面积在80%以上，并获得优异的抗HIC及抗SSCC性能。

本发明钢板的化学成分是这样确定的:

C：是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化可明显提高钢的强度，但对钢的韧性及延性以及焊接性能带来不利影响，因此管线钢的发展趋势是不断降低C含量，HIC对钢中C含量很敏感，考虑到本发明为超厚规格，故将钢中C含量控制在0.02～0.04%。

Mn：通过固溶强化提高钢的强度，是管线钢中弥补因C含量降低而引起强度损失的最主要的元素，Mn同时还是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物，可提高钢的韧性，但过高的Mn含量会导致Mn偏析，尤其是生产特厚钢板情况下，需要特厚板坯，由于连铸规律，厚规格板坯容易在铸坯心部形成偏析，因此将Mn含量控制在1.25～1.45%。