S腐蝕l625qs管線用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，將高爐鐵水進(jìn)行預(yù)處理使其S含量降低到重量百分比0.010％以下；將處理后的高爐鐵水和廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，出鋼過程中采用所述脫氧合金進(jìn)行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊，之后將冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時(shí)吹氬氣，采用逐漸提高升溫速度的方式加熱升溫；之后進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采用造白渣操作并加入鉬鐵、釩鐵、鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入稀土絲，之后進(jìn)行VD真空處理、圓坯連鑄、管坯加熱、穿孔、連軋、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱。
【專利說明】一種含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管及其生產(chǎn) 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領(lǐng)域，涉及一種含稀土耐濕H2S腐蝕 L625QS管線用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 管道運(yùn)輸因其具有經(jīng)濟(jì)高效，不間斷和無污染等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn) 管線的長距運(yùn)輸，需要高鋼級管線管，由于我國油氣資源中部分存在水和H 2S氣體，這對輸 送管道帶來嚴(yán)重的腐蝕問題，而且難以預(yù)測。低溫濕硫化氫腐蝕主要有應(yīng)力腐蝕（SSC)和 氫致開裂（HIC)兩種破壞形式。這兩種破壞形式在石油天然氣輸送管道中均產(chǎn)生過嚴(yán)重的 事故，而耐濕H 2S腐蝕與高鋼級相互矛盾。為此，特開發(fā)了抗?jié)馠2S腐蝕L625QS高鋼級管線 管，該材料的應(yīng)用有效的防止了濕硫化氫腐蝕的產(chǎn)生和破壞。
[0003] 經(jīng)檢索，有關(guān)該鋼級無縫鋼管及其制造方法的內(nèi)容，在專利文獻(xiàn)中未見記載、在書 刊雜志上也未見公開報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、強(qiáng)韌性能匹配高、組織均勻細(xì)小、耐濕H2S 應(yīng)力腐蝕性能高的含稀土腐蝕L625QS管線用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0005] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管，所述 無縫鋼管化學(xué)成分按重量百分比含量分別為：C 0.07% -0. 12% ;SiO. 10% -0.30% ;Mn I. 00%-I. 30%；P 0%-0. 015%；S 0%-〇. 005%；Cr 0. 60%-〇. 90%；Mo 0. 10%-〇. 30%；V 0· 07%-0.13%;Ti 0.01%-0.03%;A1 0.01%-0.04%;稀土元素 RE 0.0005%-0.0100%; Cu 0%-0. 10% ;余量為基體Fe和微量雜質(zhì)元素；其中稀土元素 RE組分為：67%的Ce和 33 %的La制成。
[0006] 其中所述含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管，包括以下重量份的組分制 備而成：
[0007] 高爐鐵水：90份；
[0008] 廢鋼：10 份；
[0009] 預(yù)脫氧合金：2. 2-3. 0份；
[0010]鋁鐵合金：0· 03-0. 12 份；
[0011] 白灰塊：〇.2份；
[0012] 鑰鐵合金：0· 17-0. 50 份；
[0013] 釩鐵合金：0· 14-0. 26 份；
[0014] 鈦鐵合金：0· 04-0. 12 份；
[0015] 稀土絲：0.02 份；
[0016] 硅鈣線：0.06份；
[0017] 其中所述稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0018] 其中所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比 例的混合物。
[0019] 一種生產(chǎn)所述含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管的方法，包括如下步 驟：
[0020] (1)高爐鐵水預(yù)處理：將所述高爐鐵水中S含量降低到重量百分比0. 010%以下；
[0021] (2)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉：將所述處理后的高爐鐵水和所述廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 冶煉，出鋼過程中采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，終脫氧采用鋁鐵合金進(jìn)行有鋁 脫氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入所述白灰塊；
[0022] (3) LF爐精煉：將步驟（2)冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時(shí)吹氬氣，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升溫將溫度從1530°C升至1630°C;采用造白渣 操作并加入所述鑰鐵合金、所述釩鐵合金和所述鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入所 述稀土絲；
[0023] (4) VD真空處理：真空處理的真空度彡0· lOKPa，深真空時(shí)間彡13分鐘后，喂入所 述硅鈣絲，喂絲后進(jìn)行> 10分鐘軟吹氬氣；
[0024] (5)圓坯連鑄：采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度彡30°C 進(jìn)行圓坯連鑄：鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯；
[0025] (6)之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連軋、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱，其 中熱處理工藝為：900± KTC保溫45min后出爐進(jìn)行水淬，620±20°C保溫70min后出爐進(jìn)行 空冷；鋼管矯直溫度控制在520?530°C ;然后對鋼管逐支進(jìn)行探傷檢測，合格者在兩端進(jìn) 行倒棱加工。
[0026] 其中所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比 例的混合物。
[0027] 其中所述稀土絲由稀土元素 RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果：
[0029] ①由于不含有貴重元素 Ni、Cu、Nb和B，生產(chǎn)成本相對較低，生產(chǎn)工藝相對簡單；
[0030] ②由于在500°C以上進(jìn)行帶溫矯直，鋼管的殘余應(yīng)力較低，殘余應(yīng)力：彡30MPa(采 用環(huán)切法）；
[0031] ③由于"含稀土元素的獨(dú)特成分設(shè)計(jì)"結(jié)合成熟生產(chǎn)工藝，使得鋼管的各項(xiàng)性能優(yōu) 異，具體性能指如下：
[0032] 屈服強(qiáng)度630?700MPa ;抗拉強(qiáng)度720?810MPa ;屈強(qiáng)比彡0· 90 ;延伸率彡21 %; (TC時(shí)的橫向沖擊值aKV > lOOJ/cm2 ;剪切比100%;晶粒度> 8. 0級；硬度彡240HV10 ;殘余 應(yīng)力彡3OMPa。
[0033] ④抗HIC性能
[0034] 按照NACE Standard TM 0284-2003標(biāo)準(zhǔn)A方法，對試樣進(jìn)行連續(xù)96小時(shí)的A溶 液浸泡，試樣表面未出現(xiàn)裂紋。
[0035] ⑤抗SSC性能
[0036] 按照NACE Standard TM 0177-2005標(biāo)準(zhǔn)A方法，采用光滑拉伸試樣法，試驗(yàn)恒定 應(yīng)力為〇· 8Rt(l. 5 (500MPa)，經(jīng)過H2S飽和的A溶液連續(xù)浸泡、720小時(shí)試樣未出現(xiàn)開裂或破壞 性裂紋。
[0037] 本發(fā)明針對【背景技術(shù)】中存在的問題，通過"獨(dú)特的化學(xué)成分設(shè)計(jì)和以高爐鐵水為 原料的獨(dú)特生產(chǎn)工藝"等技術(shù)措施，很好地解決了上述問題，取得了顯著的進(jìn)步。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下結(jié)合實(shí)施例1?實(shí)施例3,對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳 細(xì)的說明。
[0039] 實(shí)施例1?實(shí)施例3的整個(gè)冶煉工藝、乳制工藝及熱處理工藝完全相同，所不同的 只是合金加入量及化學(xué)成分，具體實(shí)施過程如下：
[0040] 將90噸高爐鐵水用0. 03噸"金屬鎂粉"作脫硫預(yù)處理，使鐵水中的含S量降低到 (重量百分比）0.010%以下；
[0041] 將所述的90噸預(yù)處理鐵水兌入100噸級的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，再加入10噸優(yōu)質(zhì)廢 鋼，然后采用單渣工藝進(jìn)行冶煉，終渣中氧化鈣與二氧化硅的重量百分比按3. 0控制，采用 硅錳、錳鐵和鉻鐵進(jìn)行脫氧合金化，在出鋼時(shí)采用的鋁鐵合金進(jìn)行終脫氧，出鋼過程必須擋 渣,擋渣失敗必須扒渣,出鋼過程中合金加完以后加入0. 2噸白灰塊；
[0042] 將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進(jìn)入LF爐工位進(jìn)行精煉：精煉時(shí)按要吹氬氣（流量 為每分鐘100標(biāo)升），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升溫將溫度從 1530°C升至1630°C;根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫、成分調(diào)整及升溫操作；采用造 白漁操作，加入鑰鐵、fL鐵和鈦鐵合金；。
[0043] 當(dāng)LF爐精煉結(jié)束后要保持底部軟吹氬氣（流量為每分鐘40標(biāo)升），同時(shí)加入量 0. 02噸稀土絲；
[0044] 然后對精煉好的鋼水再進(jìn)行VD真空處理：深真空度< 0. lOKPa，深真空時(shí)間彡13 分鐘；再喂入240米長（質(zhì)量為0· 06噸）的硅鈣線，喂絲后保持12分鐘軟吹氬氣（流量為 每分鐘40標(biāo)升）。
[0045] 將經(jīng)過VD真空處理后的鋼水大包吊上鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行5機(jī)5流圓坯連鑄，鋼水過 熱度ΛΤ < 30°C ;鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后用火焰切割為圓管坯。
[0046] 實(shí)施例1?實(shí)施例3的具體合金加入量見表1。
[0047] 表1實(shí)施例1?實(shí)施例3中的合金加入量（公斤）
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管，其特征在于：所述無縫鋼管化學(xué) 成分按重量百分比含量分別為：C 0? 07% -0? 12%;Si 0? 10% -0? 30%;MnL00%-L30%; P 0% -0. 015%；S 0% -0. 005%；Cr 0. 60% -〇. 90%；M〇0. 10% -〇. 30%；V 0. 07% -〇. 13%； Ti 0.01%-0.03% ;A1 0.01%-0.04%;稀土元素REO. 0005%-0.0100% ;Cu 0%-0.10%; 余量為基體Fe和微量雜質(zhì)元素；其中稀土元素RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管，其特征在于其包 括以下重量份的組分制備而成： 高爐鐵水：90份； 廢鋼：10份； 預(yù)脫氧合金：2.2-3. 0份； 鋁鐵合金：〇. 03-0. 12份； 白灰塊：0. 2份； 鑰鐵合金：〇. 17-0. 50份； 釩鐵合金：〇. 14-0. 26份； 鈦鐵合金：〇. 04-0. 12份； 稀土絲：0. 02份； 硅鈣線：0. 06份； 其中所述稀土絲由稀土元素RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管，其特征在于所述 預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比例的混合物。
4. 一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼 管的方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 高爐鐵水預(yù)處理：將所述高爐鐵水中S含量降低到重量百分比0. 010%以下； (2) 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉：將所述處理后的高爐鐵水和所述廢鋼加入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶 煉，出鋼過程中采用所述預(yù)脫氧合金進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，終脫氧采用有鋁鐵合金進(jìn)行有鋁 脫氧工藝，出鋼過程進(jìn)行擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入所述白灰塊； (3) LF爐精煉：將步驟（2)冶煉后的鋼水加入LF爐精煉，精煉時(shí)吹氬氣，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升溫將溫度從1530°C升至1630°C;采用造白渣操作 并加入所述鑰鐵合金、所述釩鐵合金和所述鈦鐵合金；最后保持底部軟吹氬氣，加入所述稀 土絲； (4) VD真空處理：真空處理的真空度< 0. lOKPa，深真空時(shí)間彡13分鐘后，喂入所述硅 鈣絲，喂絲后進(jìn)行> 10分鐘軟吹氬氣； (5) 圓坯連鑄：采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝并控制鋼水過熱度< 30°C進(jìn)行 圓坯連鑄：鑄坯出二次冷卻區(qū)域后進(jìn)行矯直，然后切割為圓管坯； (6) 之后進(jìn)行管坯加熱、穿孔、連軋、定徑、冷卻、鋸切、熱處理、矯直、探傷、倒棱，其中熱 處理工藝為：900±10°C保溫45min后出爐進(jìn)行水淬，620±20°C保溫70min后出爐進(jìn)行空 冷；鋼管矯直溫度控制在520?530°C ;然后對鋼管逐支進(jìn)行探傷檢測，合格者在兩端進(jìn)行 倒棱加工。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其 特征在于：所述預(yù)脫氧合金選自硅錳合金、錳鐵合金和鉻鐵合金兩種或兩種以上任意比例 的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含稀土耐濕H2S腐蝕L625QS管線用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其 特征在于：所述稀土絲由稀土元素RE組分為：67%的Ce和33%的La制成。
【文檔編號(hào)】C22C38/28GK104313475SQ201410620718
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】豐小冬, 賀景春, 王克忠, 康利明, 王慶敏, 趙美英, 劉淼, 劉紅霞 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司