[发明专利]一种高强度海洋隔水管用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线用钢及生产方法，具体地属于一种隔水管用钢及生产方法，确切地为一种适用于海深500米以下深海用高性能隔水管用钢及生产方法。

背景技术

随着陆地油气资源的逐步枯竭，新的资源开采向海洋、极地等地质条件恶劣的地区延伸。目前，已探明世界海洋石油资源占世界石油资源总量的34％，而海洋天然气的年产量也达到全球天然气年总产量的32％，全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中一半以上对深海、超深海海域进行了石油勘探，因此，海洋油气开采用钢，尤其是深海、超深海海域用海底管用钢的开发和应用的重要性日益凸显。

隔水管是整个海洋钻井装备中重要而又薄弱的环节，是海洋油气勘探开发的瓶颈所在，主要起隔离海水和支撑各种控制管线的作用。其在使用过程中需要承受高的外部海水压力、海底洋流、涡激等给隔水管造成的频繁冲击，因此需要所采用的隔水管用钢原材料具有高的抗压溃能力、高强度、优异疲劳性能。随着钢板强度的增加，保证其具有优异的断裂韧性和良好的疲劳性能成为严峻的挑战。

经检索：中国专利申请号为CN201110179840.5的文献，公开了“一种低成本高性能海洋隔水管用热轧钢板及其生产方法”，其采用低C、高Mn，少量添加Nb、Cr、Cu、Ni、Mo等合金元素的成分设计，结合TMCP工艺生产低成本隔水管用钢的制造方法。该文献由于Cu、Cr、Ni、Mo等合金含量低，且采用控轧控冷工艺生产，使钢板厚度方向的组织性能均匀性、断裂韧性和疲劳性能稳定性差，难以满足市场要求。

中国专利申请号为CN201310478765.1的文献，公开了“一种抗疲劳性能优良的高强度隔水管主管及其制造方法。其采用低C、高Mn，少量添加Nb、V、Cu、Ni、Cr、Mo等合金元素的成分设计，显微组织为针状铁素体+贝氏体复合组织。该文献采用常规陆地管线用X80管线钢的成分设计和制造方法，与上述专利申请相同，钢板厚度方向的组织性能均匀性、断裂韧性和疲劳性能难以保证，无法满足高强度隔水管用钢的稳定使用要求。

中国专利申请号为CN201410666155.9的文献，公开了“一种高性能隔水管板材及生产方法”，其采用低C、低Mn，高Cu、高Ni、高Cr，适量添加Mo、Nb等合金元素的成分设计，结合控制轧制+亚温淬火+高温回火的生产方法，该文献由于为高Cu、高Ni、高Cr的成分设计，淬透性过强，生产成本高，且采用亚温淬火生产方式，易产生难以消除的混合组织，导致强度过高而断裂韧性、抗疲劳性能不足，不能满足高强度浅海隔水管用钢。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有隔水管用钢技术存在的淬透性不足、断裂韧性、组织性能均匀性和抗疲劳性能难以达到要求、难以满足大批量稳定生产等不足，提供一种R_t0.5≥555MPa，R_m≥625MPa、-30℃KV₂≥200J，-15℃DWTTSA≥85％，-10℃CTOD≥0.50mm的浅海用隔水管线钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种高强度海洋隔水管用钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.050～0.075％、Si：0.10~0.30％、Mn：0.50～1.00％、P：≤0.015％、S≤0.0040％、Cu：0.45～0.90％、Cr：0.30～0.50％、Ni：0.25～0.50％、Mo：0.10~0.40％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.025％、Al：0.010～0.050％、N：≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质；力学性能：R_t0.5≥555MPa，R_m≥625MPa、-30℃KV₂≥200J，-15℃DWTTSA≥85％，-10℃CTOD≥0.50mm。

一种高强度海洋隔水管用钢的生产方法，其步骤：

1）常规冶炼并连铸成坯后，对铸坯加热，加热温度为1150～1250℃；

2）进行粗轧，控制粗轧温度在1020～1200℃，单道次压下率不低于8%，累积压下率不低于60%；

3）进行精轧，控制精轧温度在800～950℃，精轧累积压下率不低于70%；

4）进行冷却，控制冷却速率在10～30℃/s，终冷温度450~600℃；

5）进行矫直，先进行驰豫40～60s后再矫直，矫直入口压下量≤3mm；