[发明专利]屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展带来了对以石油和天然气为主要能源需求的高速增长，巨大的石油和天然气等能源缺口只能通过从境外输入或在境内寻找新的资源和提高石油开采技术来补充，因此需要大量的高附加值、高级别石油天然气输送用管。近年来，通过西气东输一线、二线的建设，我国在大口径、高压力、高钢级管道技术方面在世界范围内实现了从追赶到引领。

腐蚀是管线事故的主要原因，而硫化氢腐蚀是主因，统计表明，在含有湿H₂S的介质作用下，油气管道极易产生硫化氢腐蚀。硫化氢腐蚀主要有两种形式，即氢致开裂和应力腐蚀开裂。为了防止氢腐蚀，国际上规定，当H₂S分压达到300Pa时，所使用的管材需具有抗酸性腐蚀的性能，在这种环境下管线钢的碳含量、Ca/S、探伤有着特殊的要求，要求做HIC（抗氢致开裂）和SSCC（抗硫化物应力开裂）试验。由于抗酸管线钢板属于高附加值管线钢板，生产难度较大，具有较高利润，因此开发酸性环境服役管线钢板产品具有较好的市场前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板；本发明还提供了一种屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si：0.20-0.40%，Mn：0.80-1.0%，P≤0.010%，S≤0.002%，Nb：0.020-0.040%，Cr：0.10-0.20%， Alt：0.020-0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质；Ceq：0.19-0.27%。

本发明所述钢板的组织为铁素体、贝氏体和珠光体的复合组织；晶粒度≥8级，带状组织≤2级。

本发明所述钢板最大厚度为40mm。

本发明所述钢板屈服强度370-450MPa，抗拉强度440-500MPa，延伸率≥30%，屈强比0.87-0.93，-20℃冲击功≥150J。

本发明还提供了一种屈服260MPa级酸性环境服役管线钢板的生产方法，所述方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却工序；所述轧制工序，采用再结晶区＋未再结晶区两阶段控轧工艺。

本发明所述加热工序，钢坯的最高加热温度1240-1250℃，均热温度1200-1220℃，总加热时间≥220min，均热段在炉时间≥60min。

本发明所述轧制工序，采用再结晶区＋未再结晶区两阶段控轧工艺，第一阶段轧制温度为1000～1100℃，单道次压下量为10～20%，累计压下率为30～50%；第二阶段轧制温度为910～930℃，累计压下率为30～50%。

本发明所述冷却工序，轧后进行ACC水冷，入水温度为760-780℃，返红温度620～650℃。

本发明所述冶炼工序，钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼时喂入Al线1.2-1.4kg/t钢；钢水温度达到1530－1550℃转入VD炉真空脱气处理，真空脱气处理前加入CaSi块1.0-1.5kg/t钢改变夹杂物形态，真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥20min。

本发明所述连铸工序，采用200mm厚度连铸坯成材，钢坯按照1.1min/mm进行加热

本发明成分设计思路如下：

碳、锰固溶强化；加入适量的Nb细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；通过后续精准的控轧控冷工艺，使钢板具有良好的力学性能。其中，各组分及含量在本发明中的作用是：

C：碳对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响，碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性。

Si：在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。

Mn：锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；锰量过高，对于大厚度钢板易出现中心偏析。

P、S：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性，磷使焊接性能变坏，降低塑性；硫降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。