[发明专利]一种高持久性能石油裂化管用钢及其热处理方法和生产方法

说明书

本发明公开了一种高持久性能石油裂化管用钢及其热处理方法和生产方法，所述高持久性能石油裂化管用钢按重量百分比含有：C 0.15％～0.20％、Si0.15％～0.35％、Mn 0.65％～0.85％、Cr 7.0％～8.0％、Mo 0.6％～0.9％、Ni 0.20％～0.40％、Cu 0.10％～0.30％、Al 0.015％～0.040％、P≤0.015％、S≤0.015％、N0.0080％～0.0180％、O≤0.004％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；其0.01％≤A值≤0.03％；X值≥1.5％；2.5％≤Y值≤3.5％；所述高持久性能石油裂化管用钢的金相组织为回火索氏体，晶粒尺寸为20～28.6μm，其抗拉强度≥650MPa、屈服强度≥480MPa、KV₂≥200J；550℃、10万小时持久强度外推值≥80MPa；本发明提供的高持久性能石油裂化管用钢能够满足裂化温度超过550℃的裂化管用钢的需求，其具有较高的高温持久强度。

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，具体涉及一种高持久性能石油裂化管用钢及其热处理方法和生产方法，适用于抗拉强度≥650MPa、屈服强度≥480MPa、 -30℃KV₂≥200J；550℃，10万小时持久强度外推值≥80MPa的大型石油裂化管用钢及其热处理方法和生产方法。

背景技术

石油化工行业作为关系国计民生的重要基础工业之一，在能源消耗与日俱增的今天，促使石化行业逐渐的朝着深度加工、油化一体以及生产过程的高效清洁的方向发展。随着我国石油资源的逐年开采，造成原油品质降低，高酸原油的产量将不断增加。高酸原油密度较大，硫含量较高，因此长期加工这种原油，不仅炼油设备易被腐蚀，同时使炼制的石油产品酸值过高，影响产品性能与使用。为了解决高酸原油的加工利用问题，各国都在需求最高效、低廉的方法，而裂化是解决高酸石油的有效手段。但更高的裂化温度对裂化设备提出更高的性能要求，目前常用裂化温度已突破550℃。这需要开发耐高温高持久寿命裂化用无缝钢管。

传统的石油裂化管用钢有P11、P12、P22、P5等，但这些钢的室温抗拉强度低于640MPa，高温持久强度仅能满足500℃、10万小时外推值5MPa。因此不能满足大型裂化设备的服役性能要求。目前国内对裂化管用钢的研究较少，往往借鉴超超临界电站锅炉管用钢。但是超超临界电站锅炉用钢的服役温度高于600℃，且服役压力大于23MPa，为了达到性能要求往往需要添加较多的Nb、V等贵金属元素。对于石油裂化管而言超超临界高压锅炉管的费用较高，性能裕度较大，存在资金和性能浪费。因此需要针对石油裂化管的特点，针对性研发大型石油裂化管专用钢。

目前我国石油裂化管用钢的研究虽然有一定的积累，目前仅能满足裂化温度低于500℃，高温持久强度较低的服役要求，对于裂化温度超过550℃，高温持久强度较高的大型裂化设备用管的研究几乎空白。随着石油裂化设备的大型化发展，急需开发出具有高强韧性、高持久性能的石油裂化管用钢。

发明内容

针对目前现有技术中存在的空白，本发明提供了一种高持久性能石油裂化管用钢及其热处理方法和生产方法，所述高持久性能石油裂化管用钢能够满足裂化温度超过550℃的裂化管用钢的需求，其具有较高的高温持久强度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高持久性能石油裂化管用钢，按重量百分比含有：C 0.15％～0.20％、 Si0.15％～0.35％、Mn 0.65％～0.85％、Cr 7.0％～8.0％、Mo 0.6％～0.9％、Ni 0.20％～0.40％、Cu 0.10％～0.30％、Al 0.015％～0.040％、P≤0.015％、S≤0.015％、 N0.0080％～0.0180％、O≤0.004％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

其中，A＝C-(0.077×0.2Cr+0.062Mo)，0.01％≤A≤0.03％；

X＝-3Si+1.3Mn+Mo+1.9Ni+0.9Cu，X≥1.5％；