[发明专利]一种高低温韧性抗酸性腐蚀输气管道稀土法兰用钢及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种高低温韧性抗酸性腐蚀输气管道稀土法兰用钢，包括C：0.12‑0.14％、Si：0.15‑0.30％、Mn：1.30‑1.45％、P≤0.008％、S≤0.002％、Nb：0.035‑0.050％、V≥0.050％、Cr：0.15‑0.25％、Mo：0.05‑0.10％、Ti：0.010‑0.020％、Al：0.020‑0.050％、Ca：0.0015‑0.0035％、Ce≤0.0012％、Ca/S≥1.5、Alt/N≥3.0、H≤1.5ppm、O≤25ppm、N≤40ppm。还公布了其生产工艺。本发明的目的是提供一种高低温韧性、抗酸性腐蚀、综合性能优良的稀土法兰用钢。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种高低温韧性抗酸性腐蚀输气管道稀土法兰用钢及其生产工艺。

背景技术

法兰是一种连接件，是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接，通常是盘状，主要用来连接管路。由于法兰具有良好的综合性能，法兰作为大型成套装置中重要组成部分，被广泛用于电站、化工、石油、长输管线、造船、核工业、各种低温工程等。

天然气是国民经济的重要战略和储备物资，随着国民经济的高速发展，对于天然气等能源的需求量越来越大，能源需求的不断增长、结构调整和优化，带动了天然气工业的全面发展。为了满足未来天然气需求，含H2S油气田的开发数量同过去相比大大增加，酸性服役用管线钢的需求也随之增加，与此同时对管道连接法兰提出很高要求。H2S是天然气中最具有腐蚀作用的有害介质之一，法兰暴露在含有湿H2S的流体介质中时，容易发生H2S酸性腐蚀，若管道连接件不符合要求会引起燃料气泄露。同时大部分油气田建设在自然条件艰苦的无人区和交通不便的地区，要经受高寒、高湿度、风沙等恶劣的运行环境，最低温度可达到-60℃，要求管道连接法兰其具有高低温韧性、抗酸性腐蚀，满足不同于常规法兰的性能要求，对原料有很高的要求。

稀土元素因其独特的外层电子结构而具有极强的化学活性、价态可变和大原子尺寸等特性，成为钢的深度净化剂、夹杂物的变质剂和高附加值钢铁材料重要的微合金元素。稀土的加入可深度降低钢中氧和硫的含量，降低磷、硫、氢等低熔点元素的有害作用，改变夹杂物的性质、形态和分布，改善铸坯质量，细化试验钢组织，有效改善钢的低温韧性和抗酸性腐蚀性能，提高钢的综合性能。

专利公开号CN 103589947 A公布了一种抗H2S法兰管件用钢的冶炼工艺，采用电炉冶炼及钢锭模浇铸，该工艺主要包括电弧炉钢水冶炼、钢包精炼炉精炼、真空精炼炉精炼、浇注。该发明中提到该工艺可降低有害元素含量，但并未提供具体的化学成分及抗酸性腐蚀性能，且采用钢锭模浇铸，生产效率较低。

专利公开号CN 106957990 A公布了一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺，其化学成分为C：0.13-0.20％，Si：0.20-0.60％，Mn：1.20-1.60％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.25％，Cu：≤0.0001％，Ni：≤0.002％。在冶炼过程中采用电渣重熔，提高材料纯净度，热处理过程中采用正火+回火工艺将强度和硬度控制到标准值下限附近，有效提升材料抗氢性能。但该发明中有害元素S含量控制较高，不利于抗氢性能，采用电渣重熔，生产效率较低。且该发明实例中法兰用钢与本发明中的输气管道稀土法兰用钢不同。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高低温韧性抗酸性腐蚀输气管道稀土法兰用钢及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：