[发明专利]一种针状铁素体型X60级抗HIC管线钢及其轧制方法

说明书

本发明公开了一种针状铁素体型X60级抗HIC管线钢及其制造方法，属于特殊用途管线钢的轧钢技术领域。管线钢的化学成分按重量百分比为C：0.03%‑0.06%，Si：0.15%‑0.30%，Mn：0.60‑1.00%，P≤0.012%，S≤0.003%，Al：0.02%‑0.04%，Nb：0.02%‑0.04%，Ti：0.010%‑0.020%，Cr：0.20%‑0.50%，Mo：0.10%‑0.20%，Cu：0.15%‑0.30%，同时满足Nb+Ti：0.04%‑0.06%，Cr+Mo+Cu：0.45%‑1.00%，余量为Fe和不可避免的杂质。

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，涉及特殊用途管线钢的轧制方法，具体为一种针状铁素体型X60级抗酸管线钢的轧制方法。

背景技术

抗酸管线钢主要应用于输送含有H₂S/CO₂等酸性介质的石油和天然气管道建设，由于输送介质中的H₂S/CO₂容易引起管道发生氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和应力导向氢致开裂(SOHIC)等腐蚀行为，严重影响管道的输送安全。因此对抗酸管线钢的化学成分、冶金质量、显微组织控制等要求极高，生产难度较大。

近年来，随着油气资源需求量的大幅度增加，富含硫的陆上和海上油气田已逐步开发，这些油田的油气大都是含有H₂S、CO₂等腐蚀介质共存的重度腐蚀油气。出于安全考虑，世界各国加大了抗HIC管线钢与钢管的开发。影响管线钢抗HIC性能的主要因素有化学成分、钢中非金属夹杂物和显微组织类型，化学成分主要是Mn和S、P杂质元素含量，ISO国际标准和API 5L标准对抗酸管线钢的化学成分做了严格要求，并且化学成分和夹杂物可以通过冶炼工艺加以控制，而显微组织类型需要通过特殊轧制工艺才能实现。目前，关于X60级抗HIC管线钢制造和轧制工艺的文献和专利很多，但针状铁素体型X60级抗HIC管线钢还未见有报道。专利CN108893677A公布了一种抗酸管线钢及生产方法，其化学成分与本专利存在较大差异，且其显微组织为贝氏体+少量铁素体组织，但其钢级没有指出；发明专利CN200510023651.3公布了一种酸性环境用X65管线钢及其制造方法，其化学成分与本专利差别较大，并且其轧制工艺与本专利明显不同，其显微组织类型没有明确；专利CN110541109A介绍了一种海底用抗酸管线钢X60MOS及其生产方法，其化学成分及轧制工艺与本专利不同；专利CN109811258A介绍了一种深海抗酸管线钢及轧制方法，其化学成分和轧制工艺与本专利显著不同，其显微组织为铁素体+珠光体类型。

文献：孔祥磊,黄国建,徐烽.酸性环境用X60管线钢热轧卷板的研制[J].金属热处理,2012(11):55-59.介绍了在X60酸性环境用管线钢的研究，该文献中X60管线钢的化学成分与本专利不符，且其显微组织为铁素体+少量珠光体组织；硕士论文：陈本文.X60级管线钢生产工艺路线优化[D].辽宁科技大学,2012.介绍了X60级抗酸管线钢的冶炼工艺，没有介绍其轧制工艺；同样，硕士论文：吕建华.X60管线钢的试验研究及其生产试制[D].2007.介绍了普通X60管线钢的制造方法，其化学成分和显微组织与本专利不同，并且不涉及抗酸性能。

发明内容

本发明的目的在于解决目前通用的铁素体+珠光体型双相X60级管线钢抗HIC性能容易腐蚀开裂的问题，结合先进的控制轧制工艺(TMCP)，提出了一种针状铁素体型X60级抗酸管线钢及其轧制方法，通过严格控制X60级管线钢的轧制温度和加速冷却工艺参数，获得细晶针状铁素体组织，从而提高X60级管线钢的抗HIC的性能，从根本上解决了铁素体+珠光体型抗HIC管线钢中珠光体组织诱发的HIC开裂倾向。

为达到上述技术目标，本发明具体通过以下技术方案实现：