[发明专利]一种油气输送管件用钢

说明书

技术领域：

本发明涉及一种油气输送高压管道管件用钢。

背景技术：

现有的高压管件用钢被广泛应用的是APISLPSL₂标准中X80钢的强度与塑性可以满足高压管件要求，但不耐低温，抗H₂S腐蚀性能差，常出现冻裂或因腐蚀而爆管事故。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗H₂S腐蚀和耐低温能力强的油气输送管件用钢。

上述目的是这样实现的：所述的油气输送管件用钢是10Mn₂VTiNbA钢，它的化学组成以Fe为主，其它金属元素占总重量的百分比是：C 0.08％-0.12％、Si0.15％-0.37％、Mn1.35％-1.75％、S≤0.01％、P≤0.015％、V 0.02％-0.07％、Ti 0.01％-0.04％、Nb 0.035％-0.070％、C_E≤0.25％。

CE＝C+Si/30+Mn/20+Gr/20+MO/15+Ni/60+V/10+Cu/20+5B≤0.25％

所述的油气输送管件用钢的生产方法是，按10Mn₂VTi NbA钢的化学成分，采用电炉+VD炉或转炉+VD炉冶炼，生产工艺按照API5LPSL₂标准中X80钢的生产工艺技术规程执行。

本发明的优点是：10Mn₂V TiNbA在金相组织中是铁素体加渗碳体的珠光体钢。C在钢中与Fe化合形成渗碳体，钢中含碳量越高，渗碳体在金相组织中所占面积也越大，钢的纯度也随之提高，但钢的塑性和冲击韧性也随之降低。本发明降C目的是使其金相组织中铁素体面积占85％以上，利于低温冲击韧性提高。

Si在钢水中是一种良好的脱氧剂，它与O₂化合形成SiO₂浮在钢水表面，随钢渣扒掉，起到除O₂造渣作用。

Mn在钢水中是良好的脱氧、脱硫剂，它能消除或减弱硫引起的热脆性，改善钢的热加工性能；Mn与铁形成的固溶体，能提高铁素体强度；它又是碳化物形成元素，它进入渗碳体中，取代部分铁原子形成的碳化物，起到细化珠光体团作用；使钢的基体获得强化。Mn又是钢中降低低温脆性转变温度的主要元素，从而提高钢的低温冲击韧性。

S、P在钢中形成低熔点化合物，并分别与晶界上，它们属于有害元素，钢中含量越低越好。在钢中最大限度使S、P降到最低，这是抗H₂S钢的最有效技术措施。

V在钢中形成颗粒极小，熔点高，又极稳定的碳化物-V₄C₃，在钢的相变过程中，以V₄C₃为晶核细化了铁素体晶粒，并能有效抑制晶界移动和晶粒长大。从而可有效提高钢的淬透性基体强度和低温冲击韧性。

T i是化学里极为活泼的金属元素之一，它与钢中氮、氧、碳都有极强的亲和力，它和硫的亲和力也强于铁。因此，它是一种良好的脱氧剂和固定氮、硫的有效元素，在某些特殊条件下，可以取代锰形成硫化钛，以避免热脆的硫化铁形成。钛虽是强碳化物形成元素，但它不与其它元素形成复合碳化物，它与碳只形成一种碳化物-T i C。T i C结合力很强，极其稳定，不易分解，在钢中只有加热到摄氏1000度以上，才能缓慢地溶入固溶体的α相和γ相中。在相变过程中以T i C为晶核，从而细化了铁素体晶粒，提高了钢的强度。

炼钢用的铌铁，实际是铌钽合金。它们在矿床中是共生的，在冶炼时难以分离，铌铁是铌钽共存的。它们与碳、氮、氧都有极强的亲和力，并与之形成相应的，极为稳定的化合物。它们在钢中的主要作用是细化铁素体晶粒，有效提高钢的强度、冲击韧性和抗蠕变能力，并能降低钢的热敏感性和回火脆性。

所以本发明的钢级高，碳含量低，冲击韧性高，抗H₂S腐蚀和耐低温能力强，经试验，室温拉伸性能和“V”切口试样-48℃冲击功全部合格，是美国ASTM A333-92标准中低温钢冲击值的6倍以上，且断口呈塑性，焊接性能好，达到了Ap15L-2000标准性能和X80钢的性能水平，能满足油气输送高压管件的需要。

具体实施方式：