[发明专利]一种低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳低合金钢领域，尤其涉及一种油气输送用低温管线用塑性和韧性良好的热轧宽厚钢板及其制造方法。

背景技术

随着世界石油、天然气消耗量的持续增大和原有油气田的逐渐枯竭，新建油气项目不断向边远、气候恶劣的地区发展，如俄罗斯、阿拉斯加等高寒地区就是重点发展方向之一。由于高寒地区管道服役条件苛刻，要求输送管线不仅要达到相应的强度，而且，必须具备良好的延展性和低温韧性；同时，为了提高输送效率，输送压力和管道口径不断增大，最大管道口径已达到1420mm以上，因此，相应管线钢板必须满足厚壁(≥30mm)、大板宽要求(>4300mm)。

随着应用条件的日渐苛刻，低温地区管线钢板的技术要求也更为严格，其横、纵向屈服强度≥510MPa，横向抗拉强度590-690MPa，纵向抗拉强度565-690MPa，屈强比≤0.90，比例延伸率A(δ5)≥20％，-40℃下V型缺口夏比冲击功≥220J，-20℃下DWTT韧性剪切面积≥85％；此技术要求对于宽厚规格管线钢板而言可谓是一项严峻的挑战。

目前，国内外对低温地区管线钢及宽厚规格管线钢有一些研究，经检索发现了部分有关的专利和文献。但其所记载的内容与本发明的技术方案及所述产品性能等方面存在明显差异。

检索到的相关专利和文献如下：

《K60级低合金管线钢板的制备方法》(RU2465344C1)公开了了一种K60管线钢板，其成分中(重量百分比)C：0.07％～0.09％、Mn：1.60％～1.70％、Ni：0.25％～0.35％、Cu：0.15％～0.20％、V：0.04％-0.06％；钢板厚度不超过27mm，Ni、Cu等贵重合金含量较多，未保证DWTT性能。

《一种厚壁高DWTT性能X65-X70海底管线钢及制造方法》(CN103834874A)公开的X65-X70海底管线钢成分为(重量百分比)C：0.03％～0.05％、Mn：1.47％～1.70％、Ni：0.36％～0.45％、Cu：0.12％～0.20％，不足之处在于，同样加入较多Ni等合金元素来保证性能。

《一种耐应力腐蚀开裂的输送天然气的管线钢及其制造工艺》(CN103981458A)，公开的管线钢成分中Cr：0.68％～0.80％、Mo：0.4％～3.8％并且要添加Mg、W等元素。

《一种K60级管件用热轧厚板及其生产方法》(CN103710619A)，公开了了一种K60级管件钢，成分上采用C(0.11～0.17％)、V(0.09％～0.13％)等元素利用调质工艺保证钢板最终性能，在成分、生产工艺上与本发明明显不同。

《耐低温开裂的高强高韧管线钢板及其制造方法》(JP2006307324A)，提出了采用B增加厚规格管线钢板淬透性并采用热轧+热处理工艺进行生产的方法，在成分设计和生产工艺路经上与本发明明显不同。

文献《K60_2钢级φ1220mm×22mm直缝埋弧焊管的研制》，文中主要介绍了厚度22mm，口径φ1220mm的K60级钢管，厚度小、宽度窄，规格上与本发明不同；成分上采用高C、高Ni设计。

综上所述，现有技术对低温地区管线用塑性、韧性良好的热轧宽厚钢板的研究尚有不足。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种适于低温地区油气输送管线用厚度≥30mm、宽度>4300mm、屈服强度级别510MPa的塑韧性良好的热轧宽厚钢板及其制造方法。

本发明的目的是这样实现的：

众所周知，随着管线钢板厚度增大，晶粒细化和组织控制愈发困难，导致塑性和韧性明显下降；而钢板宽度的增大，轧制变形抗力随之增大，轧制变形量受到限制，不利于实现晶粒细化，同时，快速冷却均匀性控制也更为困难，因此，相同技术要求下宽厚规格管线钢板的制造难度明显高于薄窄钢板。

本发明所述低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板的厚度≥30mm、宽度>4300mm；成分设计以低C、低Mn为基础，重点利用Cr元素部分或全部替代贵重的Mo、Ni、Cu、V等元素，配以高质量连铸、低温加热、轧制大压下、均匀加速冷却的制造工艺提高钢板性能。