專利名稱：一種含稀土耐濕H₂S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管及其生產方法
技術領域：
:本發(fā)明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領域，涉及一種含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管及其生產方法。
背景技術：
:管道運輸因其具有經濟高效，不間斷和無污染等特點而得到廣泛應用，為了實現(xiàn)管線的長距運輸，需要高鋼級管線管，由于我國油氣資源中部分存在水和H2S氣體，這對輸送管道帶來嚴重的腐蝕問題，而且難以預測。低溫濕硫化氫腐蝕主要有應力腐蝕(SSC)和氫致開裂(HIC)兩種破壞 型式。這兩種破壞型式在石油天然氣輸送管道中均產生過嚴重的事故，而耐濕H2S腐蝕與高鋼級相互矛盾。為此，開發(fā)了抗?jié)馠2S腐蝕L415QSS高鋼級管線管，有效防止了濕硫化氫腐蝕的產生和破壞。經檢索，未見相似的專利技術和文獻資料公開報道，也未見有使用情況的公開報道
發(fā)明內容
:本發(fā)明的目的是提供一種雜質元素含量低、沖擊韌性高、晶粒細小、耐濕H2S應力腐蝕性能高的含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管及其生產方法。本發(fā)明的無縫鋼管是這樣實現(xiàn)的:以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質廢鋼作為原料；管坯的化學成分按重量百分比分別為:c 0.03-0.10 ；Si 0.10-0.30 ；Mn 0.45-0.75 ；P ( 0.015 ；S ( 0.005 ；Cr 0.30-0.70 ；Mo 0.10-0.30 ；V 0.03-0.07 ；Ti 0.01-0.03 ； Al 0.01-0.04 ;稀土元素 RE0.0005-0.0100 ；Cu ( 0.10，余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素；無縫鋼管的力學性能:屈服強度550 600 MPa、殘余應力彡30MPa、沖擊值彡200 J/cm2,晶粒度彡8.5級;SSC性能:恒定應力為0.9 Rt0 5=374MPa,經過H2S飽和溶液(A溶液)浸泡、連續(xù)720小時試樣不斷裂；HIC 性能:CSR=0，CLR=O, CTR=O0所述RE為Ce與La的混合稀土金屬，其重量百分比為:Ce 67%、La 33%。本發(fā)明的無縫鋼管的生產方法如下:首先對上述高爐鐵水進行預處理，然后與上述優(yōu)質廢鋼一同加入頂?shù)讖痛缔D爐進行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位進行精煉,精煉完成后進入VD工位進行真空脫氣處理，再進行圓坯連鑄，并將連鑄坯切割成管坯，然后對連鑄管坯進行加熱，對加熱好的管還進行穿孔和連軋使其成為連軋管，對軋管進行定張減徑后送入冷床冷卻，然后實施鋸切，對切好的套管進行熱處理，然后進行矯直，最后經探傷檢測，合格者經倒棱加工后即為管線管成品。其工藝流程簡述為:鐵水預處理一頂?shù)讖痛缔D爐冶煉一LF爐精煉一VD真空處理—圓還連鑄一切割一管還加熱一穿孔一連軋一定(張減)徑一冷卻一鋸切一熱處理一矯直—探傷一倒棱。連鑄圓管坯的生產過程如下所述:1、將高爐鐵水經預處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010%以下。2、將預處理后的鐵水兌入頂?shù)讖痛缔D爐，加入(重量百分比)10%優(yōu)質廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。3、在LF爐進行精練:精煉全過程按要求正常吹Ar，采用從低級數(shù)到高級數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據(jù)轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作。4、LF爐精煉結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲。5、進行VD真空處理:真空度彡0.lOKPa，深真空時間彡13分鐘。6、喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8-10分鐘吹Ar ;將經過VD真空處理后的鋼水進行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝，控制鋼水過熱度< 30°C，鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進行矯直，然后切割為圓管坯。對管坯進行化學成分化驗，管坯的化學成分應符合下述要求(重量百分比％):C 0.03-0.10 ；Si 0.10-0.30 ；Mn 0.45-0.75 ；P ( 0.015 ；S ( 0.005 ；Cr 0.30-0.70 ；Mo0.10-0.30 ;V 0.03-0.08 ;Ti 0.01-0.03 ；A1 0.01-0.04 ;稀土元素 RE 0.0005-0.010 ；Cu < 0.10 ;余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素。所述稀土元素RE為Ce、La的混合稀土金屬，它們的重量百分比分別為:Ce 67%、
La 33%ο加入稀土元素能夠起到改善非金屬夾雜物形態(tài)、強化晶界等作用，從而取得提高耐腐蝕性能和沖擊韌性的效果。將成分化驗合格及硫印不大于2.0級的連鑄圓管坯進行制管，制管過程如下:將管坯放入加熱爐進行加熱，連續(xù)檢查并控制好加熱爐預熱段、加熱段、均熱段等各段的溫度，各段溫度的控制范圍見表I ;表I 環(huán)形加熱爐各段溫度控制(V )
權利要求
1.一種含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管，其特征是:以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質廢鋼作為原料；管坯的化學成分按重量百分比分別為:C 0.03-0.10 ；Si 0.10-0.30 ；Mn 0.45-0.75 ；P ( 0.015 ；S ( 0.005 ；Cr 0.30-0.70 ；Mo0.10-0.30 ；V 0.03-0.07 ；Ti 0.01-0.03 ； Al 0.01-0.04 ;稀土元素 RE 0.0005-0.0100 ；Cu ( 0.10，余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素；無縫鋼管的力學性能:屈服強度550 600 MPa、殘余應力彡30MPa、沖擊值彡200 J/cm2，晶粒度彡8.5級；SSC性能:恒定應力為0.9 Rta5=374MPa，經過H2S飽和溶液(A溶液)浸泡、連續(xù)720小時試樣不斷裂；HIC性能:CSR=0，CLR=O, CTR=O。
2.根據(jù)權利要求1所述的含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管，其特征是:所述RE為Ce與La的混合稀土金屬，其重量百分比為:Ce 67%、La 33%。
3.一種根據(jù)權利要求1或2所述的含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管的生產方法，其特征是:首先對上述高爐鐵水進行預處理，使得鐵水中S的重量百分比含量降低到0.010%以下；然后與上述優(yōu)質廢鋼一同加入頂?shù)讖痛缔D爐進行冶煉，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊；再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位進行精煉，精煉全過程按要求正常吹Ar，采用從低級數(shù)到高級數(shù)逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據(jù)轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作；LF爐精煉 結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲；然后進AVD工位進行真空脫氣處理，真空度< 0.lOKPa，深真空時間彡13分鐘，喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8-10分鐘吹Ar ;將經過VD真空處理后的鋼水進行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝，控制鋼水過熱度< 30°C，鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進行矯直，然后切割為圓管坯；后對連鑄管坯進行加熱，對加熱好的管坯進行穿孔和連軋使其成為連軋管，對軋管進行定張減徑后送入冷床冷卻，然后實施鋸切，對切好的套管進行熱處理，然后進行矯直，最后經探傷檢測，合格者經倒棱加工后即為管線管成品。
4.根據(jù)據(jù)權利要求3所述的含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管的生產方法，其特征是:熱處理采用調質處理工藝:880 930°C保溫30 50min進行水淬，600 660°C保溫60 SOmin進行空冷；回火后執(zhí)行帶溫矯直，矯直溫度> 480 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含稀土耐濕H2S腐蝕L415QSS管線用無縫鋼管及其生產方法。無縫鋼管以重量百分比90%的高爐鐵水與10%的優(yōu)質廢鋼作為原料；管坯的化學成分按重量百分比分別為C 0.03-0.10；Si 0.10-0.30；Mn 0.45-0.75；P≤0.015；S≤0.005；Cr 0.30-0.70；Mo 0.10-0.30；V 0.03-0.07；Ti 0.01-0.03； Al 0.01-0.04；稀土元素RE 0.0005-0.0100；Cu≤0.10，余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素；無縫鋼管的力學性能屈服強度550～600 MPa、殘余應力≤30MPa、沖擊值≥200 J/cm2，晶粒度≥8.5級；SSC性能恒定應力為0.9 Rt0.5=374MPa，經過H2S飽和溶液(A溶液)浸泡、連續(xù)720小時試樣不斷裂；HIC性能CSR=0，CLR=0，CTR=0。其優(yōu)點是產品強韌性匹配高、晶粒細小、耐濕H2S腐蝕性能好。
文檔編號C22C38/28GK103205647SQ201310144930
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者賀景春, 劉金, 豐小冬, 張行剛, 喬愛云, 金文俊, 姜海龍, 石曉霞, 馬愛清 申請人:內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司