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CN109957721A - 一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺 - Google Patents

一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040%～0.070%，Si：0.10%～0.35%，Mn：1.10%～1.50%，P：0.012%，S：0.0020%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.8%～1.0%，Cr：0.10%～0.30%，Mo：0.010%，Cu：0.10%～0.30%，V：0.03%～0.050%，Al：0.015%～0.050%，Ca：0.0005%～0.030%，Ceq：0.48%，Pcm：0.22%，余量为Fe和杂质。增加了组织的强度与韧性，有效提高了钢板止裂韧性性能。

Description

一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺。
背景技术
随着世界经济的飞速发展，石油天然气的需求日益增加，海洋海底蕴藏着大量的石油资源，石油开发后通过管道运输经济安全。深海管线运输对管道材质要求极高，不但需要较高的抗腐蚀性能，还需要较大的屈服强度。深海管道运输一旦发生管道泄露，对海洋环境影响巨大，因此，能开发出一种具有止裂性能的深海管线钢板对石油管道输送意义重大。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040％～0.070％，Si：0.10％～0.35％，Mn：1.10％～1.50％，P：0.012％，S：0.0020％，Nb：0.030％～0.070％，Ti：0.006％～0.020％，Ni：0.8％～1.0％，Cr：0.10％～0.30％，Mo：0.010％，Cu：0.10％～0.30％，V：0.03％～0.050％，Al：0.015％～0.050％，Ca：0.0005％～0.030％，Ceq：0.48％，Pcm：0.22％，余量为Fe和杂质。
技术效果：本发明对管线钢组织进行了深入分析，采用了一种独特的成份设计，通过TMCP轧制工艺，得到了一种以针状铁素体为主加少量的多边形铁素体、少量贝氏体的组织，这种组织晶粒间结合紧密，韧性优异，具有止裂性能的管线钢板，满足了客户在深海2000～10000米的管道输送要求。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040％～0.060％，Si：0.10％～0.20％，Mn：1.30％～1.50％，P：0.012％，S：0.0020％，Nb：0.050％～0.070％，Ti：0.006％～0.020％，Ni：0.8％～0.9％，Cr：0.10％～0.20％，Mo：0.010％，Cu：0.10％～0.20％，V：0.03％～0.050％，Al：0.015％～0.050％，Ca：0.0005％～0.030％，Ceq：0.48％，Pcm：0.22％，余量为Fe和杂质。
前所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.050％～0.070％，Si：0.20％～0.35％，Mn：1.10％～1.30％，P：0.012％，S：0.0020％，Nb：0.030％～0.050％，Ti：0.006％～0.020％，Ni：0.9％～1.0％，Cr：0.20％～0.30％，Mo：0.010％，Cu：0.20％～0.30％，V：0.05％～0.050％，Al：0.015％～0.050％，Ca：0.0005％～0.030％，Ceq：0.48％，Pcm：0.22％，余量为Fe和杂质。
本发明的另一目的在于提供一种具有止裂性能的深海管线钢板轧制工艺，奥氏体温度1140～1150℃，二开温度780～790℃，终轧温度为770～790℃，入水温度为740～760℃，采用超快冷冷却至300～350℃，冷却速度0.8～1.2m/s，加速度0.006～0.012m/s2。
前所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺，奥氏体温度1145℃，二开温度781℃，终轧温度为780℃，入水温度为749℃，采用超快冷冷却至358℃，冷却速度0.8m/s，加速度0.009m/s2。
前所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板及轧制工艺，奥氏体温度1148℃，二开温度788℃，终轧温度为779℃，入水温度为752℃，采用超快冷冷却至319℃，冷却速度1.1m/s，加速度0.011m/s2。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过低碳、低磷硫设计和轧制工艺得到了细小均匀的针状铁素体为主加少量的多边形铁素体、贝氏体的组织，组织间结合紧密、组织内部应力小，产品韧性优异；
(2)本发明通过适量的添加镍元素，有效提高了钢的强度与韧性，同时具有了良好的淬透性，当镍元素添加到0.9％左右时，钢板检测变脆温度达到-130℃以下，并且促使了铁的韧性保持极高的水平；
(3)本发明轧制后的冷却制度，得到了厚度方向的细晶组织，改善了钢板的耐蚀性能，从而达到钢板在深海条件下具有止裂性能要求。
附图说明
图1为实施例1得到的钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图；
图2为实施例2得到的钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040％～0.060％，Si：0.10％～0.20％，Mn：1.30％～1.50％，P：0.012％，S：0.0020％，Nb：0.050％～0.070％，Ti：0.006％～0.020％，Ni：0.8％～0.9％，Cr：0.10％～0.20％，Mo：0.010％，Cu：0.10％～0.20％，V：0.03％～0.050％，Al：0.015％～0.050％，Ca：0.0005％～0.030％，Ceq：0.48％，Pcm：0.22％，余量为Fe和杂质。
上述钢板的轧制工艺，奥氏体温度1145℃，二开温度781℃，终轧温度为780℃，入水温度为749℃，采用超快冷冷却至358℃，冷却速度0.8m/s，加速度0.009m/s2。
实施例2
本实施例提供的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.050％～0.070％，Si：0.20％～0.35％，Mn：1.10％～1.30％，P：0.012％，S：0.0020％，Nb：0.030％～0.050％，Ti：0.006％～0.020％，Ni：0.9％～1.0％，Cr：0.20％～0.30％，Mo：0.010％，Cu：0.20％～0.30％，V：0.05％～0.050％，Al：0.015％～0.050％，Ca：0.0005％～0.030％，Ceq：0.48％，Pcm：0.22％，余量为Fe和杂质。
奥氏体温度1148℃，二开温度788℃，终轧温度为779℃，入水温度为752℃，采用超快冷冷却至319℃，冷却速度1.1m/s，加速度0.011m/s2。
从图1、2中可以见，组织以针状铁素体为主，还具有少量的多边形铁素体、少量的贝氏体，组织均匀细小并且致密，有利于提高管线钢止裂性能，见表1。
制管后进行了整管止裂试验，整管开口度小于2米，满足止裂性能要求。本发明通过成份设计，改变钢板内的组织结构，得到了组织更稳定、韧性更优异的产品，通过低碳、低磷硫设计得到了以针状铁素体为主的组织结构，同时适量的添加镍合金，促使了针状铁素体始终保持极高的韧性水平，保证了钢板在较大的压力环境下具有止裂的性能要求，满足了客户需求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有止裂性能的深海管线钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040%～0.070%，Si：0.10%～0.35%，Mn：1.10%～1.50%，P：0.012%，S：0.0020%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.8%～1.0%，Cr：0.10%～0.30%， Mo：0.010%，Cu：0.10%～0.30%，V：0.03%～0.050%，Al：0.015%～0.050%，Ca：0.0005%～0.030%，Ceq：0.48%，Pcm：0.22%，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.040%～0.060%，Si：0.10%～0.20%，Mn：1.30%～1.50%，P：0.012%，S：0.0020%，Nb：0.050%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.8%～0.9%，Cr：0.10%～0.20%，Mo：0.010%，Cu：0.10%～0.20%，V：0.03%～0.050%，Al：0.015%～0.050%，Ca：0.0005%～0.030%，Ceq：0.48%，Pcm：0.22%，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.050%～0.070%，Si：0.20%～0.35%，Mn：1.10%～1.30%，P：0.012%，S：0.0020%，Nb：0.030%～0.050%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.9%～1.0%，Cr：0.20%～0.30%，Mo：0.010%，Cu：0.20%～0.30%，V：0.05%～0.050%，Al：0.015%～0.050%，Ca：0.0005%～0.030%，Ceq：0.48%，Pcm：0.22%，余量为Fe和杂质。
4.一种具有止裂性能的深海管线钢板轧制工艺，其特征在于：奥氏体温度1140～1150℃，二开温度780～790℃，终轧温度为770～790℃，入水温度为740～760℃，采用超快冷冷却至300～350℃，冷却速度0.8～1.2m/s，加速度0.006～0.012m/s2。
5.根据权利要求4所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板轧制工艺，其特征在于：奥氏体温度1145℃，二开温度781℃，终轧温度为780℃，入水温度为749℃，采用超快冷冷却至358℃，冷却速度0.8m/s，加速度0.009m/s2。
6.根据权利要求4所述的一种具有止裂性能的深海管线钢板轧制工艺，其特征在于：奥氏体温度1148℃，二开温度788℃，终轧温度为779℃，入水温度为752℃，采用超快冷冷却至319℃，冷却速度1.1m/s，加速度0.011m/s2。
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