[发明专利]低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳微合金钢技术领域，尤其涉及一种低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，世界对石油和天然气需求量与日俱增；海底蕴藏着丰富的油气资源，占世界油气资源总量的1/3以上，而且，多数位于深海区域。近年来，各国对海底资源的勘探和开采愈加重视，海底油气输送管道建设和发展迅速，对海底管线用钢的需求日益增大。另一方面，出于安全性和可持续性考虑，要求海底管线必须兼备优异的强韧性、焊接性、耐腐蚀性及抗变形能力；同时，随着水深的增加，要求管道必须具有足够的厚度；钢板厚度的增加显著提高了对产品设计和生产的要求，其中包括厚规格钢板的强韧性保障、组织均匀性和细化、偏析和带状组织的控制及冷却均匀性等诸多问题。

目前，海底管线用钢的研究不多，国内更是尚处于起步阶段，研发和生产的多为小壁厚(厚度小于20mm)、低等级(X65级以下)的浅海管道用钢。例如，CN101082108的专利，名称为“一种用于制作海底管线的钢板及其轧制方法”，介绍了一种热轧管线卷板，化学成分重量百分比为C：0.030％～0.075％、Si：0.10％～0.30％、Mn：1.40％～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、Cu≤0.20％、Ni：0.10％～0.25％、Mo：0.07％～0.20％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.001％～0.02％、Al：0.01％～0.06％、Cr≤0.20％、N≤0.009％、Ca：0.001％～0.005％、B≤0.0005％、Sn≤0.010％、As≤0.030％，其厚度为6-14mm，-15℃冲击韧性均值在350J以下，不适宜作为深海管线的原料。又如，CN1914341的日本申请专利，名称为“抗HIC性优良的管线钢及其用该钢材制造出的管线管”，其所介绍的管线钢的化学成分重量百分比为C：0.03％～0.15％、Si：0.05％～1.0％、Mn：0.5％～1.80％、P≤0.015％、S≤0.004％、O≤0.01％、N≤0.007％、Ti≤0.024％、Al：0.010％～0.10％、Ca：0.0003％～0.02％，另外，还含有Mo：0.01％～1.0％、V：0.01％～0.30％、Nb：0.003％～0.10％、Cr：0.01％～1.0％、B：0.0001％～0.001％中的至少一种，所介绍的管线钢和无缝管具有良好的抗腐蚀性，但未介绍产品的韧性情况，同时，所介绍钢板厚度均在20mm以下，而且，轧后需要调质处理，增加了生产工序和成本。还有，CN101476026的专利，名称为“一种提高管线钢落锤性能的方法”，介绍了一种改善DWTT性能的工艺，但其所列举的实施例中仅能保证-15℃的DWTT性能，其-20℃时的冲击韧性均在400J以下，而且未说明所生产钢板厚度和耐腐蚀性能。CN101701315的专利，名称为“海底管线钢管的制造方法”，介绍了一种海底管线用焊管的制作方法，其-25℃冲击韧性均在300J以下。因此，现有技术对厚规格、低温韧性和抗腐蚀性优异的海底管线用钢的研究尚有不足。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板及其生产方法。

本发明所述低温韧性优异的厚规格海底管线用热轧钢板的化学成分重量百分比为C：0.02％～0.07％、Si：0.15％～0.40％、Mn：1.0％～1.70％、P：≤0.020％、S≤0.003％、Nb≤0.06％、Ti≤0.025％、V≤0.06％、Mo≤0.20％、Cu≤0.25％、Ni：0.10％～0.30％、Cr≤0.25％、N≤0.008％、Al：0.010％～0.040％、Al/N≥2，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明所述海底管线用钢的CE_IIW控制在0.32％～0.39％、CE_PCM控制在0.13％～0.17％，其中CE_IIW＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5，CE_PCM＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。

本发明成分设计理由：

C是保证强度的必要元素，为使钢板具有必要的强度，C含量必须保证下限为0.02％，但C含量增加，材料的韧性、焊接性和抗腐蚀性能会降低，因此，上限设为0.07％。