[发明专利]一种含V抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无缝钢管生产领域，涉及一种含V抗H₂S腐蚀L360QS无缝管线管及其制备方法。

背景技术

抗H₂S腐蚀无缝管线管是高技术含量的产品，随着石油天然气资源的不断开采，酸性油气田不断增加，H₂S含量越来越高，H₂S导致金属材料突发性的硫化物应力开裂，硫化物应力腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，其中硫化氢应力腐蚀是油气输送管线管腐蚀的重要形式之一，它不仅造成因穿孔而引起的油、气、水等介质的泄漏，而且往往会造成重大的经济损失、人员伤亡、环境污染以及油气输送中断等事故。这种腐蚀破坏主要因为金属材料处在含硫化氢的介质中，在电化学腐蚀过程中析出的氢进入金属材料内部而产生阶梯型裂纹，这些裂纹的生长发育最终使金属材料发生开裂，因此对高含硫油气输送的管线管质量要求越来越高。

国内外目前生产此类抗腐蚀管线管，在钢种成分设计上一般都采用Nb+V或Nb+V+Ti等两种或两种以上的元素组合来进行微合金化，使其性能很好地满足抗腐蚀的要求；但生产成本高，是通过配加高价格合金元素Nb而实现的，不能经济地生产抗H₂S腐蚀厚壁管线钢。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

本发明一方面提供了一种含V抗H₂S腐蚀L360QS无缝管线管的制备方法，该方法的具体步骤包括：冶炼管坯，其化学成份按重量百分比为C 0.08～0.12％、Si 0.15～0.35％、Mn 1.10～1.25％、V 0.020～0.045％、Al 0.02～0.05％、其余为Fe、残余元素和杂质；

残余元素中：Cu≤0.20％、Ni≤0.30％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、Nb≤0.01％、Ti≤0.025％、B≤0.0005％；

且Nb+V≤0.06％，Nb+V+Ti≤0.12％；杂质中P≤0.015％、S≤0.002％、N≤0.010％。

钢中加入0.020～0.045％的钒，形成V(C，N),在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析出，在轧制过程中能抑制奥氏体的再结晶并阻止晶粒长大，从而起到细化铁素体晶粒、提高钢的强度和韧性，钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗H2S腐蚀能力。

具体制坯控制：

电炉冶炼，钢水终点控制C≥0.04％、P≤0.010％；LF精炼炉精炼和VD真空处理，LF精炼炉精炼结束后加入50TiFe0.5kg/t，喂Ca-Si丝0.25～0.35kg/t；VD真空处理后喂Ca-Si丝0.25～0.35kg/t，并将钢水Al含量控制在0.02～0.05％，出钢温度控制在1590～1605℃；连铸机浇注，中间包温度为1530～1555℃；连铸坯清理。

轧管控制：合格连铸坯经环形炉加热、穿孔和终轧制管。连铸坯出环形炉温度：1220～1250℃，终轧温度：850～950℃。

环形炉加热是无缝钢管生产的第一环节，环形炉加热质量直接影响到穿孔机负荷、穿孔质量乃至最终成品钢管的质量，其能耗和氧化烧损直接影响钢管的成本。适宜的环形炉加热温度有利于控制钢坯在理想的变形温度区间轧制，降低变形抗力和穿孔机、轧机负荷，提高成品钢管表面质量、尺寸精度和性能，且有利于控制能耗和烧损，降低生产成本。过高的环形炉加热温度不但会造成能耗和烧损增加，成本升高，成材率降低，而且容易导致成品钢管氧化严重、表面质量差、晶粒粗大、影响钢管的强度和韧性，加热温度更高时甚至出现过热、过烧，导致钢坯、钢管整支报废；而过低的环形炉加热温度容易导致穿孔机、轧机负荷增加，轧卡、包棒和钢管表面缺陷。

控制终轧温度在适宜的范围内有利于获得均匀的组织，抑制最终变形后的晶粒长大，得到理想的性能，提高轧管机组作业效率，降低能耗，降低成本。终轧 温度过高容易导致晶粒粗大，强韧性能差且氧化严重，表面质量差；而终轧温度过低容易产生明显的变形组织，导致强韧性能不佳；过高或过低的终轧温度都将影响成品钢管的尺寸精度。对于目前大规模使用的连轧机组，其环形炉加热温度、轧制节奏和终轧温度等参数都是互相影响的，只有合理配置并严格控制这些参数才能达到成品钢管组织优良、性能均匀稳定、生产效率高、成本低的目标。

热处理：采用淬火+回火热处理工艺，淬火介质为水，淬火温度：900～920℃，回火温度：560～630℃。