[发明专利]一种厚壁调质深海管线用平板及其生产方法

说明书

本发明提供一种厚壁调质深海管线用平板及其生产方法，该平板成分按重量百分比计如下：C：0.056％～0.080％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.35％～1.54％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.011％～0.029％、Cr：0.21％～0.40％、Als：0.015％～0.040％、N：0.0020％～0.0049％、P≤0.010％、S≤0.002％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.00，还含有Ni、Mo元素中的一种或两种，其中Ni：0～0.10％、Mo：0～0.15％、(Mo+Ni+Cr)：0.26％～0.45％，余量为铁和不可避免杂质。生产方法：铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯再加热、轧制、冷却、调质；采用本发明生产平板适用于作为X65、X70级别厚壁深海油气输送管道的原料。

技术领域

本发明属于低碳低合金钢领域，尤其涉及一种深海油气输送用厚度≥35mm的X65、X70级高塑性、高韧性、低屈强比、耐腐蚀的调质海底管线平板及其生产方法。

背景技术

海洋是未来油气资源开采的主要增长点，海洋油气占全球油气总储量的70％；近年来，全球发现的大型油气田中也以海洋油气占大多数。同时，海洋油气资源中有相当一部分分布在深海区域；以我国南海为例，其油气储量达到230亿-300亿吨，超过70％蕴藏于深海区域。

由于海洋油气管道工作条件恶劣，需要承受很大的内压、外压、浪涌和暗流冲击，必须具有较高的强度、刚度、疲劳和优异的变形能力，而随着材料强度的提高，实现强、塑、韧性良好匹配的难度急剧上升。同时，随着水深的增加，海洋管道的抗压溃性能变得越发重要，其壁厚增加，管径减小。另外，深水区温度较低，要求管道具有良好的低温止裂韧性，而如何改善厚规格管线钢的低温止裂韧性一直是世界管线钢开发的技术难题。此外，海洋管道使用环境恶劣，铺设成本极高，一旦出现油气泄漏，带来的环境污染和经济损失难以估量，因此，对产品质量的稳定性有极为苛刻的要求。

深海海底管线钢对壁厚、横纵向强度、屈强比、均匀延伸率、低温冲击、落锤撕裂性能均有非常严格的要求；例如，一般要求厚度>30mm，性能上在保证横纵向强度达到相应级别要求的同时，还要求低温DWTT SA≥85％，-30℃横向冲击≥240J，纵向冲击≥260J，横、纵向屈强比≤0.82，横纵向均匀延伸率≥8％，抗HIC腐蚀性能满足经96小时NACE A溶液腐蚀CSR≤2％、CLR≤15％、CTR≤5％，抗SSCC腐蚀性能满足72％应力加载条件下经720小时饱和H₂S溶液浸泡不发生断裂并且10倍放大观察下无可视裂纹。

目前，国内外对油气输送用深海管线钢及海底管线钢有一些研究，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。

《一种用于制作海底管线的钢板及其轧制方法》(CN101082108A)公开了一种X65级别管线钢板，钢板厚度6-14mm，屈强比较高；其采用热连轧生产，成分中以C、Mn、Nb为基础采用Ni、Mo强化；该发明所述海底管线钢厚度小，贵重合金含量高，同时，性能也无法满足深海管线钢要求。

《一种大壁厚海底管线钢板及其生产方法》(CN102676925A)公开了一种X65级别海底管线钢板，钢板厚度25-30.2mm，采用控轧控冷工艺生产，成分中同样以C、Mn、Nb为基础采用Ni、Mo强化；同样存在钢板厚度偏小，贵重合金多等不足。

《用于超深海的高强度高韧性海底管线钢及其制造方法》(CN104357766A)公开了一种X70级别深海海底管线钢板，采用控轧控冷工艺生产，成分中采用Ni(0.31％～0.50％)、V(0.015％～0.04％)、Cu(0.10％～0.30％)的设计方案，其合金添加量多，经济性不足。