[发明专利]一种厚规格抗酸性腐蚀X65管线钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚规格高韧性抗氢致开裂（HIC）和抗H2S应力腐蚀（SSCC）X65管线用钢板，同时还涉及其生产制造方法，属于管线钢制造技术领域。 

背景技术

随着我国天然气清洁能源需求的增加，天然气管道建设向着高强度、高韧性、大口径、高输送效率发展。在输送含硫化氢（H₂S）酸性介质天然气时，为防止酸性气体对管道的腐蚀破坏，要求管线钢具有抗氢致开裂（Hydrogen Induced Crack，简写HIC）和抗H₂S应力腐蚀（Sulfide Stress Corrosion，简写SSCC）性能。

我国西部天然气资源丰富，但是H₂S含量高，为降低管道建设成本，管道输送的天然气不再是经过脱水、脱H₂S处理的“甜气”，而是未经处理的“酸气”， 天然气中H₂S分压低于300Pa时称为甜气，分压高于300Pa时称为酸气。同时，为提高酸性介质输送管道使用寿命，可通过提高材料抗腐蚀性能来尽可能减轻H₂S腐蚀，另一方面可通过增加管道壁厚达到延长寿命。随着我国能源管道输送事业高速发展，对管线钢低温韧性和附加性能提出更高的要求，特别是大壁厚钢板要具有良好的低温韧性和抗酸性腐蚀性能。为了解决天然气硫化氢含量高导致管道建设成本上升的问题，所以，生产大壁厚低温韧性抗酸性腐蚀X65管线钢具有重要意义。

检索发现，发明专利号为200910033695.2，名称为“抗硫化氢腐蚀管线钢用钢及其生产方法”[专利对比1]，它的主要成分（wt%）为C：0.05～0.10%，Si≤0.35%，Mn：1.15～1.35%，P≤0.015%，S≤0.006%，Nb：0.04～0.06%，Ti：0.015～0.030%，V：0.035～0.065%，Cu：0.20～0.30%，Ni：0.20～0.30%，Alt：0.015～0.025%，其余为Fe及不可避免的杂质元素。该发明材料中含有Ni元素，成本较高；另外，材料中[C]及碳当量较高，对材料的低温韧性、成型性、焊接性、延塑性不利，影响制管后综合性能；该发明材料最大厚度为12mm，并且该钢材低温落锤撕裂面积值未列出，如输送高压、高密度介质，其壁厚和低温止裂韧性明显不足，管道断裂后材料难以止裂，延伸断裂造成极大的破坏力，安全性差。

此外，申请号为200510023651.3，名称为“酸性环境用X65管线钢及其制造方法”[专利对比2]，其是具有抗HIC性能X65管线钢热轧钢带的成分配比和制造方法，采用低碳、高锰的成分设计思想，碳含量在0.02～0.05%，转炉副枪需要大的吹氧量，来实现低碳含量，形成转炉渣粘度很低，无法溅渣护炉，会大大缩减转炉寿命。发明中材料只有抗HIC氢致开裂性能，未进行抗SSCC应力腐蚀检验，抗应力腐蚀性能代表着材料在动态加载力抗硫化氢腐蚀能力，可以更好模拟管道承压状态输送天然气的实际情况，缺少抗SSCC检验项。 

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种厚规格抗酸性腐蚀X65管线钢板及其制造方法，该钢板屈服强度为450MPa级，采用低碳、低合金成分设计理念，利用精炼手段提高钢水纯净度，利用钙处理球化夹杂物形态，采用控轧控冷技术进行生产，保证本发明钢板具有优良的抗HIC和SSCC酸性腐蚀性能的同时，具有高强度、高止裂韧性、良好焊接性等优良的综合性能产品。

本发明的一种厚规格抗酸性腐蚀X65管线钢板技术方案为，含有以下质量百分比的化学成分：C 0.04～0.06%，Si 0～0.04%，Mn 1.35～1.70%，P ≤0.010%，S≤0.0015%，Nb 0.035～0.050%，Ti 0.010～0.020%，Mo 0.10～0.20%，Cu 0.15～0.35%，Cr 0.15～0.35%，Ni 0.15～0.30%，Al 0.020～0.035%，N≤0.0045%，H≤0.00015%，O≤0.0025%，其中[H]+[O]+[N]+[P]+[S]≤170ppm，余量为Fe。

该厚规格抗酸性腐蚀X65管线钢板的制造方法，包括以下生产步骤：铁水KR脱硫预处理、扒渣、转炉冶炼、CAS吹氩站、LF炉精炼、RH真空精炼、连铸、加热炉、粗轧、精轧、MULPIC水冷、矫直。

铁水KR脱硫预处理，铁水温度在1350℃～1400℃，搅拌过程中采用90-100转/min的转速；投入0.6-0.7kg/吨铁的脱硫剂，扒渣后铁水裸露面大于60%，KR处理终点S含量≤0.004%。