[发明专利]一种正火态X52抗硫无缝管线管及其制备方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及铁基合金技术领域，具体公开了一种正火态X52抗硫无缝管线管及其制备方法，是在C‑Mn钢的基础上采用V微合金化，并添加一定量的Cr元素，制得正火态X52抗硫无缝管线管，碳当量Ceq≤0.43%，具有合金成分体系简单、制造成本低的优点，力学性能和抗硫化氢腐蚀性能优异，可广泛用于含硫化氢油气田的开采。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及铁基合金技术领域。

背景技术

抗硫无缝管线管主要是用于含硫化氢油气井口附近输送高压油、气的无焊缝钢管。世界上已探明的油气田中大约有1/3含有硫化氢气体，因此，油气田开采过程中用于油气集输的抗硫无缝管线管的需求量未来将会大幅度增加。

美国石油协会标准《API SPECIFICATION 5L》第45版中规定X52抗硫无缝管线管既可以正火状态交货，又可以调质状态交货。但调质态管线管焊接后母材容易产生软化区，降低钢管的强度，导致钢管性能的不均匀。相比于调质态抗硫管线管，X52正火态抗硫无缝管线管的开发难度较大，主要体现在：

1）屈服强度不易达到，原因在于：

①轧制态的钢管正火时重新奥氏体化后，晶粒内部的位错等密度缺陷大幅度减小，这大大降低了钢中位错强化的效果，而晶粒细化产生的细晶强化和析出产生的沉淀强化的作用又不足以完全弥补损失的位错强化，从而导致了正火后钢管强度下降；

②而无缝钢管的轧制后的晶粒度不如TMCP技术轧后晶粒细小，所以轧制态无缝管线管的强度就相对较低，因此要提高其强度通常需要添加大量合金元素，成本较高；

2）正火后钢管的组织均匀性不如调质后的钢管，性能的稳定性也较差，因此抗硫化氢腐蚀性能较差。

虽然添加昂贵的抗腐蚀元素后，其抗硫性能有一定的提高，但成本较高。因此，如何采用较经济的方法满足强度和抗硫化氢腐蚀性能要求是开发正火态抗硫管线管的关键。

现有的技术中，申请号为201110335414.6的中国发明专利公开了一种正火态抗酸性热轧钢板及其制备方法，然而其获得的是焊管用的钢板，不能制得无缝管线管；申请号为201210271608.9的中国发明专利公开了正火态抗酸管线用钢X52NS热轧板卷及其制造方法，其通过添加大量的Nb、Cu、Ni等合金元素，保证了钢卷在经过正火后，仍能够保证具有良好的力学性能和抗硫化氢腐蚀性能，但是合金成本较高，并且获得的是焊管用钢卷，不能制得无缝管线管。

申请号为201010130911.8的中国发明专利公开了一种高强度、抗CO₂和H₂S腐蚀无缝集输管线管，其管线管成分重量百分比为：C 0.01～0.1%、Si 0.1～0.5%、Mn 0.1～1%、P≤0.02%、S≤0.003%、Cr 1.0～7.0%、Mo 0.1～2%、Cu 0.1～0.5%、Ni 0.05～0.75%、Al 0.01～0.1%、Ni≤0.1%、V≤0.1%、Ti≤0.1%、稀土元素0.01%～0.1%，其余为Fe。使用电弧炉或转炉冶炼得到圆形管坯后，采用Mannesman 无缝钢管轧制工艺制成无缝荒管，荒管经调质或正火处理可制成X52抗CO₂和H₂S腐蚀管线管，同样的，其加入了大量的Cu、Ni、Mo等贵重合金元素，成本较高。

由此可见，现有的正火态抗硫无缝管线管合金成分体系复杂、成本较高，在钢铁行业微利的时代特征条件下，无缝管线管制造工程应在合金成分设计、制备工艺以及可供采用的制造设备上寻求最佳的平衡，在保证产品综合性能的条件下最大限度地降低制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种正火态X52抗硫无缝管线管，其合金成分体系简单，制造成本低，综合性能优异，可广泛用于含硫化氢油气田的开采。