[发明专利]一种高抗酸性介质腐蚀管线钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高抗酸性介质腐蚀管线钢，所述钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.025‑0.035%，Si:0.10‑0.20%，Mn：1.10‑1.30%，P≤0.012%，S≤0.001%，Als：0.015‑0.035%，Nb：0.030‑0.050%，Mo：0.10‑0.16%，Ti：0.010‑0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括铁水预脱硫‑转炉‑LF‑RH‑连铸‑加热‑轧制‑冷却‑卷取工序。生产的高抗酸性介质腐蚀管线钢组织为细小均匀的针状铁素体＋少量的珠光体，晶粒度12‑13级，‑40℃CTOD特征值≥0.75mm，抗HIC实验总体CLR：0，CTR：0，CSR：0，SSC实验实际屈服强度90%应力合格率100%，各项性能指标远严于标准要求，抗腐蚀综合性能优异。

技术领域

本发明涉及一种管线钢的生产方法，尤其涉及一种高抗酸性介质腐蚀管线钢及其生产方法。

背景技术

目前随着经济的极速增长，带动石油天然气等能源介质的开采，陆地中性石油燃气的开采已达数十年，人类已逐渐将目光投向酸性石油天然气领域，酸性油气田的特性是在石油和天然气中含有一定量的H₂S等酸性气体，目前虽然天然气在输送前进行了洁净化处理，但H₂S及水的存在引起的管道腐蚀仍然不可避免。这种腐蚀破坏主要是由氢致裂纹、硫致应力腐蚀开裂和电化学腐蚀三种方式引起的。为保证油气运输的安全性，近年来管线钢对抗腐蚀能力，特别是抗氢致裂纹（HIC）和硫化物应力腐蚀（SCC）的要求越来越高。

抗酸腐蚀管线钢是石油管线用钢生产难度最大的一类，其对钢水的纯净度和连铸坯中间偏析的控制要求极高，在控制硫方面接近极限控制，所以抗酸管线钢的开发对生产工艺，特别是炼钢工艺有非常严格的要求。申请号为202010243677.3的“一种抗酸性腐蚀X65MS管线钢热轧卷板及其制备方法”和202010095591.0的专利“一种抗腐蚀管线钢X52MS热轧卷板及其制备方法”，其炼钢采用传统的转炉-精炼LF-精炼RH-连铸工艺流程，且其成分中含有Cr、Mo、V、Ni等贵重金属种类较多，合金成本较高，202010243677.3中未体现SSC中的加载应力值，202010095591.0中SSC加载应力值只达到屈服强度的72%。申请号为201910926221.4“富H₂S环境用低屈强比抗腐蚀管线钢钢带及其生产方法”，其通过炼钢倒角结晶器、热模拟实验以及冷却段参数调整能够生产出符合标准要求的抗酸管线钢产品，且SSC抗加载应力达到实际屈服强度的80%。但是，如何生产出高于抗酸标准API Spec 5L（46版）PSL2中HIC、SSC要求的抗酸性介质腐蚀的管线钢产品，适应逐步恶略的石油输送环境，成为一个亟待解决的技术难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高抗酸性介质腐蚀管线钢，具有高于标准要求的高抗酸性介质腐蚀性能，本发明还提供一种高抗酸性介质腐蚀管线钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种高抗酸性介质腐蚀管线钢，所述钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.025-0.035%，Si:0.10-0.20%，Mn：1.10-1.30%，P≤0.012%，S≤0.001%，Als：0.015-0.035%，Nb：0.030-0.050%，Mo：0.10-0.16%，Ti：0.010-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明高抗酸性介质腐蚀管线钢成分设计方案中，在保证产品抗腐蚀性能和强韧性的基础上，去除了高成本的Cu、Ni元素，采用低C低P低Mn低S成分，并通过添加Nb来提高钢的力学性能，添加Mo促进针状铁素体的形成，总体保证钢力学性能和高抗酸性介质腐蚀性能。