[发明专利]一种中温临氢压力容器用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种中温临氢压力容器用钢板及其制造方法，其中，所述中温临氢压力容器用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.050～0.150%，Si：Si≤0.10%，Mn：0.60～1.65%，P：P≤0.015%，S：S≤0.008%，Alt：0.90～1.60%，Cu：0.01~0.06%，Ni：0.01~0.08%，Cr：0.90～1.20%，Mo：0.20～0.60%，Ti：Ti≤0.006%，Nb：Nb≤0.020%，Ca：Ca≤0.0055%，其余为Fe及不可避免的夹杂；且上述元素含量必须同时满足如下关系：8≤(Cr+Mo)/C≤25；208≤54Al+156/Cr+96Mo≤331。

技术领域

本发明涉及压力容器用钢板制造技术领域，特别涉及一种中温临氢压力容器用钢板及其制造方法。

背景技术

石油化工、压力容器设计温度在150~500℃范围且与氢气氛相接触时为氢腐蚀环境，氢腐蚀环境中如果同时存在高温硫腐蚀与氢腐蚀的倍增效应，材料的耐腐蚀性能及高温性能就显得格外重要。对石油化工加工用耐蚀钢的要求是与使用条件分不开的，而使用条件基本因素概括起来，可归结为三点：使用温度、介质的腐蚀行为和工作压力与设备结构对设备材料的应力状态以及以上三点的综合作用。因此，在石化设备选材不当时，会使设备遭到各种形式的损耗，如在高温介质的作用下，可使钢产生氧化、硫化、碳化、氢腐蚀等；在应力条件下又会引起钢的热变形、热疲劳；当在冷凝条件下往往存在H₂S、Cl^-的应力腐蚀裂纹。

本专利解决问题：本发明材料应用于与空气接触，服役温度在150~500℃范围，钢中独有的Al-Cr-Mo合金系级合金含量有效降低了高温表面氧化问题，且在酸性腐蚀环境下，具有较好的抗酸腐蚀性能，且该类钢的成本在同类钢中具有最低生产成本。

GB713-2014中规定的07Cr2AlMoR钢已在国内钢铁厂实现了批量生产，但是，该钢的耐≥350℃以上的高温力学性能就会降低，影响此类钢在更高温度和压力环境的使用。专利申请号为CN200410025443的一种抗湿硫化氢应力腐蚀钢及其制备方法中描述的成分及制造方法与07Cr2AlMoR类似，在≥350℃的硫化氢腐蚀和更大压力环境下，该钢的应用受到限制。

专利申请号为CN201410802180的一种耐腐蚀稀土合金钢中，采用在07Cr2AlMoR钢的合金成分体系基础上，添加了V、Nb和Cu元素，这种成分设计在提高钢的强度时，降低了该类钢的焊接韧性。因为钢中的V、Nb会在钢板焊接时在焊接接头区域形成V、Nb的碳氮化物粒子，增加了焊接接头硬度，并且这种合金设计在焊后热处理后硬度仍偏高，影响钢的工程应用。

专利申请号为CN201210493741的一种抗硫化氢应力腐蚀压力容器用钢及其生产方法，该钢的强度偏低，且在较高温度和较高压力环境下使用，钢板的高温性能急剧下降。专利申请号为CN201110337508的一种含稀土耐湿H₂S腐蚀换热器用钢管及其生产方法也存在在较高温度和较高压力环境下使用，钢板的高温性能急剧下降。

专利号为CN99116658.2的抗硫化氢、氯离子腐蚀的钢材及其专用设备和配件中提及的钢材制造方法，钢材采用在07Cr2AlMoR的合金体系中添加适量Re元素，众所周知，稀土元素添加到钢中主要是在炼钢时对钢中的夹杂物进行变性，提高成品钢材的韧性，但添加稀土，增加钢的制造成本，在本质化提高韧性方面 ，可采取其他提高韧性的成分或工艺设计避免添加稀土或增加制造成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种中温临氢压力容器用钢板及其制造方法，通过所述钢板在成分设计上采用Cr-Mo-C和Cr-Mo-Al系成分，不添加V和稀土元素，增大Al的含量，降低Cr和Mo的含量，提高了中温临氢压力容器用钢板在室温下和中温下的力学性能和抗硫化氢腐蚀性能，而且在耐温长时间运行后，钢板仍具有良好的耐温持久强度和韧性，使该钢种可广泛应用于石油、石化、化工及船舶等行业，具有广阔的应用前景。