[发明专利]一种耐微生物腐蚀管线钢板及其制备方法

说明书

一种耐微生物腐蚀管线钢板及其制备方法，属于管线钢技术领域。其化学成份重量百分比为：C：0.04～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.60～1.80％，P：≤0.010％，Ni：0.45～0.60％，Cu：0.50～0.90％等；首先坯锭经过1100～1200℃的再加热，然后进行两阶段控轧和控冷，粗轧开轧温度1050～1100℃；开冷温度为760～800℃，冷却后等温热处理。优点在于，材料自身具有耐微生物腐蚀的性能，并同时提高了低温韧性，适用于油气田集输和长输管道的建设，大幅降低了管道发生微生物腐蚀的风险。

技术领域

本发明属于管线钢技术领域，特别涉及一种耐微生物腐蚀管线钢板及其制备方法。适用于石油天然气集输和输送管道的建设。具有优良的低温韧性以及耐微生物腐蚀性能。

背景技术

微生物腐蚀是微生物自身生命活动及其代谢产物直接或间接地加速金属材料腐蚀过程的现象，能在土壤、淡水、海水和油田系统等几乎所有的环境中发生。以管线钢为例，15％～30％的管线腐蚀都与微生物腐蚀相关，会造成埋地管线的腐蚀穿孔、石油管道的泄露和注射井的堵塞，从而导致石油生产、运输过程中的潜在安全风险。埋地输送管线的外部通常采用防护涂层和阴极保护来防止其腐蚀。然而，防护涂层常因机械损伤、老化降解、土壤应力、阴极析氢等因素作用失去粘结力而发生剥离，与管道表面间形成缝隙，由此给微生物形成了适宜其生存的局部薄液膜下微环境，进而导致缝隙内的管道发生微生物腐蚀。对于油田现场而言，微生物的控制主要采用化学杀菌剂的方法，但是大量杀菌剂的使用不仅给环境造成污染，而且长时间的使用会使微生物对杀菌剂具有耐药性。

现有的技术都没有考虑到材料自身具有耐微生物腐蚀的性能，若通过直接赋予接触微生物的金属材料表面抗菌功能，抑制腐蚀性的细菌生物膜的形成，将显著提高其耐微生物腐蚀性能。因此，本发明创新了现有管线钢的成分体系和生产工艺，一方面大幅度提高了管线钢的耐微生物腐蚀性能，同时材料的低温韧性更加优异，并且成本与传统的管线钢相比增加不明显，为开发出具有耐微生物腐蚀性能的管线钢提供了研发新思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐微生物腐蚀管线钢板及其制备方法，解决了在提高管线钢低温韧性的同时，材料自身具有耐微生物腐蚀性能的问题。适用于油气田集输和长输管道的建设，大幅降低了管道发生微生物腐蚀的风险。

一种耐微生物腐蚀管线钢板，其化学成份重量百分比为：C：0.04～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.60～1.80％，P：≤0.010％，S：≤0.0012％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.05％，Ti：0.005～0.016％，Ni：0.45～0.60％，Cu：0.50～0.90％，余量为Fe和不可避免杂质元素。

一种耐微生物腐蚀管线钢板的制备方法，包括加热、轧制、冷却、等温热处理等工艺，其特征在于，具体步骤及参数如下：

1、坯锭经过1160～1200℃的再加热，坯锭均热时间50～60min，可保证钢坯加热均匀，同时控制奥氏体晶粒尺寸；

2、然后进行两阶段控轧和控冷，粗轧开轧温度1050～1100℃，粗轧终轧温度960～1010℃，精轧开轧温度850～900℃，精轧终轧温度800～830℃，开冷温度为760～800℃；冷却速度为20～30℃/s，终冷温度为400～440℃，获得贝氏体组织；

3、钢板冷却后，在560～600℃范围进行等温热处理，时间0.5～1小时，在贝氏体基体上获得大量弥散、细小的以Cu元素为核心的复相层级结构的纳米沉淀相，提高材料的强度、低温韧性和耐微生物腐蚀性能等。

该钢力学性能为：钢板横向拉伸屈强比≤0.85，钢板横向-20℃夏比冲击功≥300J，-20℃落锤剪切面积≥85％；钢板在含有硫酸盐还原菌的土壤浸出液中浸泡2天后，发生点蚀数量较少，最大点蚀坑深度≤2μm。

本发明内容的构成要点立足于以下认识：