[发明专利]一种海洋环境下双相不锈钢管及其加工方法

说明书

本发明公开了一种海洋环境下双相不锈钢管及其加工方法，采用复合管的特殊工艺，其管道材质分为两层，其外层为针对耐海水腐蚀特定配制的材质，其内层为针对耐硫化氢、氢气等油气腐蚀物质特定配制的材质，经加工和热处理挤压成一体，其材质配方中还着重考量复合管的结构强度、加工性和可焊接性，形成内外材质有一定差别的复合管。内层双相不锈钢层韧性较外层双相不锈钢层强，外层双相不锈钢层较内层双相不锈钢层刚性强，通过控制内层双相不锈钢层和外层双相不锈钢层的合金配比，使内层双相不锈钢层更耐硫化氢腐蚀和更具有氢脆抵抗性，外层双相不锈钢层更具有耐海水腐蚀性和更好的耐冲击性。

技术领域

本发明涉及输送管道技术领域，具体涉及一种海洋环境下双相不锈钢管。

背景技术

目前，我国未来国民经济和社会发展规划中已强调要“强化海洋意识，维护海洋权益，保护海洋生态，开发海洋资源，实施海洋综合管理，促进海洋经济发展”；《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将海洋列为超前部署的全国五大重点战略领域之一。但在海洋资源开发和权益维护中，建造使用的各类海洋设备设施，如海洋平台、油气开采与储运、海洋电力等设施，以及船舶、舰艇等，都面临严酷的海洋环境腐蚀问题。海洋设施使用的材料均需一定的耐腐蚀能力，并且大部分需要采取诸如涂装、阴保等防护措施。部分装备或部件可能由于特定的使用环境而无法涂装、阴保，或者一般的耐蚀钢无法满足使用要求，关键部件需使用更加耐蚀的金属或合金。特别对海洋或靠近海边的输入油气管道，一方面面临海水的冲刷和腐蚀，另一方面要面对输送油气中的硫化氢、氢气等物质的侵蚀，氢气是一种能渗透到金属材料内部并在常温或高温下引起材料变性的介质，常温下引起金属材料的脆化和变形，高温下导致金属材料内部和外部脱碳；硫化氢对金属材料的腐蚀也是一个棘手的问题，常温下它能引起金属材料的应力腐蚀开裂，高温下它能引起金属材料的快速均匀腐蚀。一旦发生泄漏造成不可估量的损失和对生态环境造成重大破坏，目前市场上现有产品针对海洋中油气输送管道的使用寿命普遍不长，而且更换管道又需要花大量的人力物力，因此，急需一种性能稳定且更耐海水和油气腐蚀的管道。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种海洋环境下双相不锈钢管，采用复合管的特殊工艺，其管道材质分为两层，其外层为针对耐海水腐蚀特定配制的材质，其内层为针对耐硫化氢、氢气等油气腐蚀物质特定配制的材质，经加工和热处理挤压成一体，其材质配方中还着重考量复合管的结构强度、加工性和可焊接性，本发明双相不锈钢管适用于海洋环境下的输油气管道，具体如下：

一种海洋环境下双相不锈钢管，包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，所述外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：

C≤0.05％；0.1％≤Si≤0.6％；Mn≤0.04％；25％≤Cr≤27％；5％≤Ni≤7％；0.3％≤Mo≤0.6％；S≤0.01％；0.03％≤Al≤0.06％；1％≤W≤2％；P≤0.03％； Cu≤1.5％；N≤0.2％；其中铁素体含量为45％～55％，余量为奥氏体及不可去除的杂质质；

所述内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：

C≤0.03％；0.03％≤Si≤0.1％；0.03％≤Mn≤0.06％；22％≤Cr≤25％；6％≤Ni≤7％；0.6％≤Mo≤1％；S≤0.01％；0Al≤0.03％；2％≤W≤3％；P≤0.03％； Cu≤2％；N≤0.25％；所述铁素体含量为48％～52％。

C在提高不锈钢的强度，但又显著降低钢的塑性及韧性，C与钢中铬结合导致铬贫化而引起晶间腐蚀和耐蚀性下降，本发明外层双相不锈钢层C 含量为C≤0.05％，既能保持一定的强度，同时兼顾优异的塑性及韧性；而内层双相不锈钢层C控制在C≤0.03％，韧性较外层双相不锈钢层较强，所述内层双相不锈钢层厚度相对于外层双相不锈钢层厚度为80％～120％；内层双相不锈钢层对外层双相不锈钢层起相对的支撑作用，外层双相不锈钢层刚性更好，在海水的冲刷下，抗冲击力更强。