[发明专利]一种抗硫化氢应力腐蚀的X80级直缝埋弧焊管及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于焊接领域，涉及直缝埋弧焊管及其制造方法，尤其是一种抗硫化氢应力腐蚀的X80级直缝埋弧焊管及其制造方法。

背景技术：

高钢级、大管径已经成为管线钢管发展的总趋势。提高输送工作压力，加大管道直径，能够提高输送效率，从而提高管道运营的经济效益。随着我国天然气工业的发展，长输管道建设将在未来几年进入高速发展期，高钢级管线钢拥有广阔的应用前景。X80管线钢作为我国重点发展的长输管道高钢级管线钢，已经大量应用于我国管道工程建设中。

长输管道在服役过程中，通常遇到土壤、原油或天然气等强腐蚀介质，其中许多是在高温、高压和高流速等条件下服役，其腐蚀问题显得更为突出和严重。长输管线穿越沙漠、沼泽和盐碱等复杂地区，管线外壁长期与土壤中的腐蚀性介质相接触，内有强腐蚀的输送介质，腐蚀状况非常严重。我国大多数油田的石油天然气含硫量较高，很多管道事故的发生都与H₂S有关。H₂S是石油和天然气中最具有腐蚀作用的有害介质之一，严重地影响着油气输送管线的使用寿命，其中氢致开裂(HIC)和硫化物应力开裂(SSCC)是H₂S酸性腐蚀的主要形式，制约着油气输送管道的安全服役。

应力腐蚀破裂(Stress Corrosion Cracking SCC)是金属材料在应力和腐蚀介质的联合作用下，产生的一种低应力脆断现象。应力腐蚀破裂是一种没有预兆的失效形式，所造成的损失非常巨大。随着高寒地带油气田的开发以及管道输送压力和钢材等级的提高，管道发生脆性断裂的问题尤为突出。压力管道作为一种典型的焊接结构，由于焊接过程常使焊接接头的组织性能劣化及焊接缺陷处严重的应力集中，使焊接缺陷处成为整个焊接管道中最薄弱部位，服役过程中往往成为裂纹的源头。而制管过程中的冷成型工艺不当，也会造成焊管有害残余应力过大，影响管道安全性。

从国外生产酸性服役钢管发展趋势来看，低碳合金钢管从八十年代以X60钢级，到九十年代钢级已提升为X65为主，再到目前发展到X70钢级。新日铁、JFE和蒂森-克虏伯等公司可批量生产和供应X70耐腐蚀管线钢管。欧洲钢管有近30年抗酸管线钢的发展历史，2005年发展到X70抗酸管线钢。欧洲钢管主要采用的是超低碳、超低硫、低锰、低磷的成分设计以降低碳、锰、硫、磷等元素的偏析，通过铌、钒的微合金化使其性能很好地满足抗酸管线管的要求。目前国外耐腐蚀管线钢生产比例高达65％以上。国内批量用于现场的耐H₂S腐蚀的焊管仍为X52(L360)。长期以来，国内酸性服役钢管大量采用进口钢管。现有已授权专利技术中，专利号ZL201110297210.8涉及的是一种X65MS钢级螺旋焊管及其制造方法，专利号ZL201110331254.8涉及的是一种X70MS钢级的螺旋埋弧焊管及其制造方法，以上两种焊管SSCC试验加载应力水平为72％名义应力；专利号ZL00123185.5、ZL200710193032.8、ZL200910033695.2涉及的是一种抗硫化氢腐蚀管线用钢；专利号ZL200610016498.6涉及的是一种抗硫化氢腐蚀无缝钢管；因而，目前现有专利技术中，没有涉及X80MS钢级，且具备抗硫化氢应力腐蚀能力的直缝埋弧焊管及其制造方法。另外，现有申请已公开专利文件中，201210026833.6涉及的是一种高强度无缝钢管；201310177193.3所涉及的是一种无缝钢管材料及其制造方法；201310032759.3所涉及的是一种L360MS直缝埋弧焊管及其生产方法；201310150492.8涉及了一种耐酸管用埋弧焊丝；201310150513.6涉及了一种80ksi级石油套管及其制造方法；200310119050.3涉及了一种抗硫化氢管线钢及其生产方法；200410025443.2涉及的是一种抗硫化氢用钢的生产方法。因而现有已授权或公开专利技术中，均未涉及到80ksi钢级抗硫化氢应力腐蚀直缝埋弧焊管及其制造方法。

随着“西气东输”天然气管道的全面投产和中俄、中哈跨国油气管道建设高潮的来临，油气田逐渐向高寒地区、海上以及高含硫等资源进展，油气管线使用的安全性成为学术界普遍关心的问题，从而对管道材料提出了更高的要求。