[发明专利]一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢工艺，具体说是一种抗氢致裂纹管线钢板的简易生产方法，属于金属冶炼工艺技术领域。

背景技术

我国油气分布总体特征是分布广，产量不高，品质不高。已发现的油田多数集中在陆上东部地区，近年来西部地区及浅海大陆架发展很快，开发了一批重要油气田，特别是气田主要分布在西部，但是在油气开采过程中一个不得不面对的问题就是腐蚀。

对于油气田腐蚀，按照腐蚀介质可分为： CO₂ 腐蚀、H₂S 腐蚀、多相流冲刷腐蚀和土壤腐蚀。按照腐蚀机制可分为三大类型：常规腐蚀和电化学腐蚀，如电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀等；流体力学化学腐蚀，如冲刷腐蚀、流体促进腐蚀、冲蚀腐蚀、空泡腐蚀等；固体力学化学腐蚀，如腐蚀疲劳、应力腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂等。

其中，H₂S 主要来自储藏地层的气体或伴生气体，硫酸盐还原菌和某些化学品也会释放出H₂S。硫化氢溶于水显弱酸性，其去极化腐蚀的阴极过程如下：

H₂S = HS^－ + H^＋

HS^－ = S^2＋+ H^＋

2H^＋ +2e = H₂ or 2H(进入金属导致氢脆或者开裂)

硫化铁膜溶解度非常低，是良导体，作为阴极，促进点蚀的发生。硫化物离子会减慢氢原子复合速率，造成氢分子积累，为氢原子进入金属提供动力。所以不仅造成点蚀，还经常导致金属开裂；硫化氢腐蚀是油气田四大腐蚀中最严重、最危险的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提出一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，通过成分设计和常规轧制工艺获得均匀的多边形铁素体、贝氏体组织，从而得到了优异的抗氢致开裂的钢板。

本发明通过下列技术实现：本发明提供一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C 0.03～0.06%，Si 0.10～0.35%，Mn 0.4～0.8%， P≤0.010%，S≤0.010%，Nb ≤0.0050%，Ti 0.002～0.020%，Mo ≤0.02%，Cr 3.0～6.0%， Ni ≤0.2%，Al ≤0.060%，V≤0.010%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1180℃～1220℃，终轧温度为820～870℃；随后空冷。

本发明的进一步限定技术方案，前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，通过轧制后，得到多边形铁素体/贝氏体型（PF+B）组织。

前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C 0.038%，Si 0.22%，Mn 0.53%， P 0.010%，S 0.002%，Nb  0.005%，Ti 0.017%，Mo 0.01%，Cr  4.06%， Ni 0.10%，Al  0.041%，V 0.007%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1190℃～1215℃，终轧温度为825～850℃；随后空冷。

进一步的，前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C 0.043%，Si 0.23%，Mn 0.49%， P 0.010%，S 0.003%，Nb  0.003%，Ti 0.019%，Mo 0.01%，Cr  3.89%， Ni 0.15%，Al  0.041%，V 0.006%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1200℃～1220℃，终轧温度为855～870℃；随后空冷。

本发明通过成分设计，其中铬作为钢板中的有益元素已被广为证实，铬能显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力，有助于提高耐磨性和保持高温强度。Cr通过抑制阴极析氢来降低腐蚀速率，从而提高材料的耐蚀性，这与Cr元素本身属性相关，即固溶态Cr具有.的特质，使氢离子放电反应的驱动力增大，阴极还原变得困难，从而使整个腐蚀过程变得困难。

本发明具的有益效果：1、通过特殊的成分设计，添加廉价的铬合金，降低了合金成本；同时锰含量低，很大程度上降低了铸坯的中心偏析，利于钢板的抗氢致裂纹性能。加上简单的常规轧制工艺方法，不需控轧控冷以及后续的热处理，可以形成形状相互交织分布的金相组织，使得钢的韧性较好，抗氢致开裂性能提高。