[发明专利]一种抗酸管线钢板及其制备方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种抗酸管线钢板及其制备方法。本发明提供的抗酸管线钢板，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.02‑0.04％、Si：0.15‑0.20％、Mn：0.3‑0.5％、P≤0.012％、S≤0.002％、Nb：0.072‑0.100％、Cr：0.6‑0.9％、Al：0.01‑0.045％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。本发明提供的抗酸管线钢板，采用低碳低锰、高铌铬合金强化的成分设计思路，配合控轧控冷技术，可生产出不同强度等级的抗酸管线钢板，实现了钢板强度、韧性、屈强比、止裂性和抗酸性能的良好平衡。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种抗酸管线钢板及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的不断发展，能源需求量越来越大。石油、天然气在能源市场上倍受青睐，而管道运输依然是长距离大规模输送最安全最经济的运输方式。随着开采量的增加，高质量油气田数量不断减少，开采的油气质量越来越差，部分油气田H₂S含量较高，使得管道服役环境恶化，集输管线的H₂S应力腐蚀开裂造成油、气泄露的事故越来越多，油、气泄露不仅会带来重大的经济损失，还会造成严重人员伤亡和环境污染。酸性油田中石油和天然气的开采对集输管道用管线钢的抗酸性能提出了更高的要求，因此开发更为经济、安全、环保的抗酸管线钢具有十分重要的意义。

现有技术中抗酸管线钢板通常采用较高含量的C、Mn，较低含量的Nb、Cr，其制备得到的抗酸管线钢板其抗酸性能、止裂性能不佳，同时在生产制备过程其控轧控冷技术无法使连铸坯心部组织得到有效细化，中心偏析无法有效降低，致使在抗HIC试验中易在钢板心部出现裂纹，抗酸性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有抗酸管线钢板上述缺陷，进而提供一种抗酸管线钢板及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗酸管线钢板，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.02-0.04％、Si：0.15-0.20％、Mn：0.3-0.5％、P≤0.012％、S≤0.002％、Nb：0.072-0.100％、Cr：0.6-0.9％、Al：0.01-0.045％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明还提供一种抗酸管线钢板的生产方法，包括如下步骤：

1)按配方比例称取各组分原料，然后进行冶炼，得到钢水，所述钢水包括如下质量百分比的化学成分：C：0.02-0.04％、Si：0.15-0.20％、Mn：0.3-0.5％、P≤0.012％、S≤0.002％、Nb：0.072-0.100％、Cr：0.6-0.9％、Al：0.01-0.045％，其余为Fe和其他不可避免的杂质；

2)将钢水连铸成铸坯，依次对铸坯进行加热、粗轧、精轧、冷却和后处理，得到所述抗酸管线钢板。

在本发明中，

C元素为主要强化元素，但C元素易偏析，C元素偏高易产生带状组织，有害气体易在带状组织处聚集，促进裂纹产生，因此C含量控制在0.02-0.04％。

Si元素会降低焊接接头的低温韧，且Si含量过高易在钢板表面形成铁橄榄石，在生产过程中不易除鳞，影响钢板表面质量，因此Si含量控制在0.15-0.20％。

Mn元素为常用强化元素，但Mn极易与S形成MnS夹杂，H₂S中的H极易在MnS夹杂处偏聚，形成裂纹，导致钢板开裂；此外，当钢中的Mn含量超过1.0％时，容易在连铸坯中形成中心偏析，导致抗HIC开裂，因此Mn含量控制在0.3-0.5％。

Cr元素在钢中可形成钝化膜，抑制有害气体进入，可有效抑制H₂S腐蚀，提高钢板抗酸性能；Cr元素可提高钢板淬透性，使得钢板快速发生相变，减少钢板带状组织，抑制珠光体形成，因此Cr含量控制在0.6-0.9％。