[发明专利]一种油气管道用大应变钢管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种油气管道用大应变钢管的制备方法。

背景技术

我国油气管道工程发展很快，尤其是长距离输送管道建设近年来得到很大发展，管线沿线必然经过多种复杂地质地貌条件。在大部分地区管道均采用基于应力的设计方法，但是在管线经过地震带和活动断层以及沉陷带、冻土带、滑坡带等区段时，必须采用基于应变的管道设计方法，这就需要采用具有均匀塑性变形容量较大的高钢级管线钢并发展相应的制造技术。一般而言，管线钢强度较低时均匀塑性变形容量较大，而对于高钢级管线钢要获得较大的塑性变形容量比较困难。加之，高钢级管线钢和钢管在随后的防腐过程中由于温度的作用会产生强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象，即产生应变时效现象。钢管在长期的使用过程中的也会产生应变时效现象。近年来，随着控轧空冷技术的发展，管线钢的屈强比已从过去的0.80～0.85上升到0.90～0.95，过高的屈强比限制了管线钢和钢管的变形能力，从而对使用安全性产生影响。目前，具有高应变性能的高钢级管线钢在国际上已经开发出来，并得到工程应用，但不能很好地兼顾应变时效性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种油气管道用大应变钢管的制备方法，该钢管强度级别达到X80，均匀塑性变形延伸率高、应变时效敏感性低，适用于地震断裂带、沉陷带、冻土带、滑坡带等基于应变管道设计地区使用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种油气管道用大应变钢管的制备方法，该钢管的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.07-0.09、Si：0.5-0.8、Mn：1.30-1.50、P：≤0.008、S：≤0.003、Cr：0.6-0.8、Ni：0.3-0.7、Nb：0.1-0.2、B：0.005-0.01、Cu：0.4-0.6、Al：0.020-0.050、N：0.030-0.10，V：0.05-0.10，其余为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）钢的冶炼：废钢、海绵铁及铁水在150吨超高功率电弧炉内熔化成钢水后，进入精炼炉炉进行炉外精炼、取样分析，并根据分析结果，调整钢中合金元素的含量；经过高真空脱气炉进行脱气处理炉高真空脱气、脱S、去除夹杂物、喂丝后得纯净钢水，连铸机铸成板坯；

2）将板坯加热至1210-1230℃，在980-1130℃粗轧，在770-950℃精轧，轧后冷却速度15-25℃/s，进行在线200-300℃低温回火以控制各组织组成物及残余奥氏体含量，制成性能优良的热轧钢板；

3）钢板再经J-C-O成型，直缝埋弧焊接，焊材采用含Ti-B的细晶粒针状铁素体低氧含量材料，然后经0.5-1.0％扩径，制成直缝埋弧焊接钢管。

本发明具有如下有益效果

本发明通过调整化学成分，在大量试验的基础上，制备得到上述化学成分的钢，其中各个元素达到协同作用效果，使得该钢管具有针状铁素体+M/A或块状铁素体+针状铁素体+M/A的复相组织，兼备高强度、良好韧性和焊接性，特别是具有良好的塑性变形容量和低的应变时效敏感性。可满足地震断裂带、沉陷带、冻土带、滑坡带等基于应变管道设计地区对这种管线钢和钢管的使用要求。其中屈服强度650-680Mpa，抗拉强度760-820Mpa，伸长率26-32％，均匀塑性变形伸长率12-15％，应变时效敏感系数小于0.36，-20℃的夏比冲击韧性达到330-380J。

具体实施方式

实施例一

一种油气管道用大应变钢管的制备方法，该钢管的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.07、Si：0.8、Mn：1.30、P：≤0.008、S：≤0.003、Cr：0.8、Ni：0.3、Nb：0.2、B：0.005、Cu：0.6、Al：0.020、N：0.10，V：0.05，其余为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）钢的冶炼：废钢、海绵铁及铁水在150吨超高功率电弧炉内熔化成钢水后，进入精炼炉炉进行炉外精炼、取样分析，并根据分析结果，调整钢中合金元素的含量；经过高真空脱气炉进行脱气处理炉高真空脱气、脱S、去除夹杂物、喂丝后得纯净钢水，连铸机铸成板坯；

2）将板坯加热至1210℃，在980-1130℃粗轧，在770-950℃精轧，轧后冷却速度25℃/s，进行在线200℃低温回火以控制各组织组成物及残余奥氏体含量，制成性能优良的热轧钢板；