CN108893678A

CN108893678A - 一种抗酸管线钢及轧制方法

Info

Publication number: CN108893678A
Application number: CN201810633846.7A
Authority: CN
Inventors: 翟冬雨
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2018-11-27

Abstract

本发明公开了一种抗酸管线钢及轧制方法，涉及冶金领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo：0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V：0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。本发明采用了一种独特成份设计，通过低温奥氏体化、TMCP控轧控冷、轧后快冷工艺，解决了管线钢板抗酸耐蚀制造难点。

Description

一种抗酸管线钢及轧制方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种抗酸管线钢及轧制方法。

背景技术

伊朗、缅甸、印度、阿布扎比、俄罗斯、等国家原油储量巨大，我国从该地区进口的原油数量越来越大，管道输送不仅运输成本低并且运输速度快，但原油通过管道输送存在酸性侵蚀，因此，对不同规格抗酸管线的研发迫在眉睫。

抗酸耐蚀管线钢主要是抗HIC、SSC性能，硫化氢是一种弱酸性电解质，在pH为1～5的水溶液中主要以分子态形式存在，硫化氢与金属发生腐蚀反应：H2S+Fe→FeS+2H生成原子氢，H2S作为氢复合成氢分子的毒化剂，使得原子氢易于进入钢的基体。进入钢中的氢原子通过扩散达到缺陷处，并析出成氢分子，产生很高的压力。有应力存在时，在拉伸应力（外加的或/和残余的）作用下，氢在冶金缺陷（夹杂、晶界、相界、位错、裂纹等）提供的三项拉应力区富集，当偏聚的氢浓度达到临界值时，高强度钢、高内应力构件等便会在氢和应力场的联合作用下开裂。从反应机理上看，酸性腐蚀主要发生的是电化学反应，在组织中，珠光体主要起到电的良导体作用，因此成份设计过程中如何确保组织转变避免珠光体的产生是重要的一环。

现有关于抗酸管线的中国专利文献如：CN201210271608，公开了正火态抗酸管线用钢X52NS热轧板卷及其制造方法；CN201410240436，公开了一种复合抗酸管线钢基料用热轧平板及生产方法；CN201410338917，公开了无铜镍抗酸管线钢X52MS及其热轧板卷的制造方法；CN201710457719，公开了低屈强比薄规格高强抗酸管线钢热轧卷板及其制造方法。本申请的目的在于提供一种新的成分设计，得到的产品在满足抗酸要求的前提下，与现有产品相比具有更优异的性能。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种抗酸管线钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo：0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V：0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。

技术效果：从反应机理上看，酸性腐蚀主要发生的是电化学反应，在组织中，珠光体主要起到电的良导体作用，本发明在成份设计过程中确保了组织转变避免珠光体的产生，采用这种独特设计、通过TMCP轧制工艺、轧后快冷工艺，成功的获得了针状铁素体、极少量多边形铁素体的组织，并且组织细小致密，实现了产品抗酸耐蚀性能要求，大幅提高了经济效益。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种抗酸管线钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.021%，Si：0.13%，Mn：0.68%，P：0.010%，S：0.009%，Nb：0.036%，Ti：0.015%，Ni：0.13%，Cr：1.05%，Mo：0.18%，Cu：0.13%，V：0.002%，Al：0.030%，余量为Fe和杂质。

前所述的一种抗酸管线钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.019%，Si：0.23%，Mn：0.78%，P：0.011%，S：0.006%，Nb：0.066%，Ti：0.015%，Ni：0.23%，Cr：1.08%，Mo：0.16%，Cu：0.23%，V：0.002%，Al：0.036%，余量为Fe和杂质。

本发明的另一目的在于提供一种抗酸管线钢的轧制方法，轧制过程中，初轧温度设定为1110度，初轧阶段平均轧制力60000～70000KN，平均压下量30mm，初轧阶段末道次压下率大于22%；精轧开轧温度设定880℃～890℃，终轧温度875℃～885℃；入水温度设定830℃～850℃，轧制结束后钢板出冷却系统温度350℃～400℃。

本发明的有益效果是：

（1）本发明主要通过奥氏体温度工艺、轧制工艺、冷却工艺实现，奥氏体化过程随着加热温度的提高，原始奥氏体晶粒会逐渐长大，因此，通过低温奥氏体工艺，可以有效降级组织晶粒度；

（2）本发明中初轧阶段配合大轧制力，确保轧制过程中发生充分的动态再结晶；

（3）本发明中精轧阶段采用低温轧制，有利于发生静态再结晶；

（4）本发明通过奥氏体加热、TMCP轧制、超快冷工艺，达到了组织均匀、细化，带状组织减轻或消除的效果，内部组织致密，杜绝了氢气在钢板内部扩散，满足了钢板抗氢耐腐蚀的性能要求。

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抗酸管线钢，其化学成分如下：C：0.021%，Si：0.13%，Mn：0.68%，P：0.010%，S：0.009%，Nb：0.036%，Ti：0.015%，Ni：0.13%，Cr：1.05%，Mo：0.18%，Cu：0.13%，V：0.002%，Al：0.030%，余量为Fe和杂质。

上述抗酸管线钢的生产方法如下：

S1、奥氏体化温度为1155℃，有效细化原始组织晶粒度；

S2、初轧温度设定1110℃，初轧轧制力控制在60000～70000KN，平均压下量30mm，确保轧制过程中发生充分的动态再结晶，初轧阶段末道次压下率大于22%；精轧开轧温度设定880℃～890℃，终轧温度875℃～885℃，低温轧制有利于发生静态再结晶，通过轧制工艺的改善，得到的组织更加均匀致密，同时针状铁素含量较多；

S3、入水温度设定830℃～850℃，轧制结束后通过超快冷进行冷却，钢板出冷却系统温度350℃～400℃；

S4、轧制后的钢板通过冷床冷却后进行剪切、标印入库。

实施例2

本实施例提供的一种抗酸管线钢，与实施例1的区别在于，其化学成分如下：C：0.019%，Si：0.23%，Mn：0.78%，P：0.011%，S：0.006%，Nb：0.066%，Ti：0.015%，Ni：0.23%，Cr：1.08%，Mo：0.16%，Cu：0.23%，V：0.002%，Al：0.036%，余量为Fe和杂质。

实施例1、实施例2生产的抗酸管线钢的HIC性能检测实验按照NACE TM0248-A实验溶液标准进行，（CTR）≤5%，（CSR）≤2% ，（CLR）≤15%；SSC性能按ASTM G39标准进行四点弯曲试验，在NACE TM0177的 A溶液中进行4点弯曲试验，试验时间720小时，试样加载应力为实际屈服强度的80%。试验后在10倍放大倍率下观察，试件样品厚度方向无裂纹。

现有技术所生产的抗酸管线产品组织主要以多边形铁素体为主，同时还存在少量的贝氏体和珠光体，因此这些产品存在抗酸性能不稳定的问题，尤其是厚规格产品往往出现抗酸性能不合格的现象。本发明的抗酸管线钢通过低温奥氏体化、TMCP轧制、轧后快冷工艺，得到的轧材产品组织主要以贝氏体为主，还有少量的多边形铁素体，晶粒更细，组织更加致密和稳定；同时，高铬合金在晶界间会形成钝化膜，有效阻止了酸性腐蚀反应，使得成份产品抗酸耐蚀性更优异。综上所述，本发明制备的抗酸管线产品的抗酸性能更加稳定可靠，满足了不同规格产品HIC、SSC性能要求。

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

1.一种抗酸管线钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo：0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V：0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。

2.根据权利要求1所述的一种抗酸管线钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.021%，Si：0.13%，Mn：0.68%，P：0.010%，S：0.009%，Nb：0.036%，Ti：0.015%，Ni：0.13%，Cr：1.05%，Mo：0.18%，Cu：0.13%，V：0.002%，Al：0.030%，余量为Fe和杂质。

3.根据权利要求1所述的一种抗酸管线钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.019%，Si：0.23%，Mn：0.78%，P：0.011%，S：0.006%，Nb：0.066%，Ti：0.015%，Ni：0.23%，Cr：1.08%，Mo：0.16%，Cu：0.23%，V：0.002%，Al：0.036%，余量为Fe和杂质。

4.一种应用于如权利要求1所述的抗酸管线钢的轧制方法，其特征在于：轧制过程中，初轧温度设定为1110度，初轧阶段平均轧制力60000～70000KN，平均压下量30mm，初轧阶段末道次压下率大于22%；精轧开轧温度设定880℃～890℃，终轧温度875℃～885℃；入水温度设定830℃～850℃，轧制结束后钢板出冷却系统温度350℃～400℃。