[发明专利]一种耐H2S腐蚀性能优异的高强韧正火管线钢及生产方法

说明书

一种耐H2S腐蚀性能优异的高强韧正火管线钢，其组分及wt%：C 0.05~0.08%，Si 0.30~0.45%，Mn 0.85~1.0%，P≤0.010%，S≤0.0020%，Mo 0.10~0.20%，Nb 0.06~0.12%，B不超过0.0005%，RE不超过0.0005%。生产步骤：对铸坯加热；粗轧；精轧；冷却；卷取；正火。本发明在具有高强度、高韧性及良好的可焊接性之外，还必须具有优异的耐硫化氢腐蚀性能，在加载载荷为0.80×实际屈服强度载荷条件下均未观察到裂纹。

技术领域

本发明涉及一种管线钢及生产方法，具体属于一种耐H₂S腐蚀性能优异的高强韧正火管线钢及生产方法。

背景技术

石油、天然气是国民经济发展的重要能源，在能源消费中的比重日益增加。当前管道输送依然是石油、天然气最为经济、安全、高效的长距离输送方式。然而，随着易开采石油、天然气资源的枯竭，H₂S含量高的天然气开发力度正不断加大。

H₂S是石油和天然气中最具有腐蚀作用的有害介质之一。当管线钢暴露在含湿H₂S的输送介质中时，材料极易发生H₂S酸性腐蚀，造成送管道突然失效，其中氢致开裂（HIC）和硫化物应力开裂（SSCC）是H₂S腐蚀的主要形式。

我国大部分油气田中含有的H₂S浓度含量较高，集输管线管输送的介质是未经脱盐、脱水、脱硫等处理的石油或天然气。管线钢除要求其具有良好的强度、冲击性能和焊接性能之外，还要求具有较好的抗H₂S腐蚀性能。正火态管线钢因其组织与性能均匀的特性，相较于热轧态更适合于集输管线的制造。同时考虑到提高油气输送效率的需求，亟需开发兼具高强韧与优良耐H₂S腐蚀性能的正火态管线钢。

对于输送含H₂S油气资源的管线钢，腐蚀产生的氢原子不断向钢中缺陷位置（带状组织、夹杂物、晶格缺陷等）聚集并产生氢分子。当缺陷部位氢分子浓度升高到一定程度时，就会引起聚集处发生永久变形并导致管线钢实效，其重要形式包括氢致裂纹开裂（HIC）和硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）。

经检索，在本发明之前，中国专利申请号为CN201010235925.6与CN201510297590.3的文献，均涉及到正火钢X60N，其化学成分均采用中C+中Mn体系，其存在不具备耐腐蚀特性的问题。

中国专利申请号为CN201210271608.6的文献，涉及到正火钢X52NS钢，其采用Cu+Cr+Ni+V的体系，其存在生产成本较高的不足。

中国专利申请号为CN201610419909.X的文献，其涉及的正火钢存在Mn含量偏高，成品的强度仅达X52级别，且不具备耐腐蚀特性。

中国专利申请号为CN201310146465.3的文献，其涉及无缝钢管的制造，其存在合金元素含量极高（Cr 1.0~9.0 wt%、W 0.1~0.2 wt%），不具备经济性优势。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种在具有高强度、高韧性及良好的可焊接性之外，还必须具有优异的耐H₂S腐蚀性能的高强韧正火管线钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种耐H₂S腐蚀性能优异的高强韧正火管线钢，其组分及重量百分比含量为：C0.05~0.08%，Si 0.30~0.45%，Mn 0.85~1.0%，P≤0.010%，S≤0.0020%， Mo 0.10~0.20%，Nb0.06~0.12%， B不超过0.0005%，RE不超过0.0005%，其它为Fe及不可避免的夹杂元素；金相组织为：铁素体+弥散M/A岛+少量珠光体。