[发明专利]用于天然气管道的X80钢热轧板卷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气管道用热轧板卷领域，具体地指一种高强度高韧性用于天然气管道的X80钢热轧板卷及其制备方法，使采用该技术生产的X80钢带具有强韧性匹配优异、沿钢带长度方向性能稳定的特征。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，国民经济对天然气能源的需求量及依存度与日俱增。2000～2009年我国的天然气消费量年均增长约16%，且该增长速度仍在加速。预计到2020年，我国的天然气需求量将达到3600亿立方米。

我国国土面积辽阔，约60%以上的天然气资源集中蕴藏在西部内陆地区，而主要的消费市场却集中在千里之外的东部和中部经济发达地区。面对天然气资源分布与市场需求的地域不均衡特性，天然气的跨区域长距离输送问题亟待解决。天然气管道输送成为有效解决这一能源困境的首要选择。

当前管道设计的重要趋势是在保证天然气输送效率的同时最大程度地降低管道运营成本。实现上述目标的重要措施包括提高管道设计系数、增加管线钢级别、扩大输送管道口径。所谓的管道设计系数即为管道内部高压天然气在其管壁上产生的环向应力与管线钢名义最小屈服强度的比值。相较于低管道设计系数管线及其用钢，在钢级、管径及输气压力不变的前提下，高的管道设计系数在带来管道壁厚减薄、成本降低的同时，其对管线钢的强度、韧性以及性能与组织的均匀性等均提出更高的要求。

我国当前天然气管道采用的最高设计系数为0.72。从西气东输二线开始大规模采用X80管线钢以来，当前国内天然气管网干线大规模采用的主力钢级均为X80钢。经过多年的规模生产与改进，我国X80管线钢生产及管道建设能力仍处在国际领先的地位。相较于增加管线钢级别和扩大输送管道口径的方案，凭借当前国内钢铁和制管企业优良的设备能力和制造水平，通过对现有水平的X80管线钢性能进行优化升级，最终实现X80管道设计系数由0.72提升至0.8的方案最具可行性。因此，发明一种1219×16.5mm规格0.8设计系数X80管道用钢非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高强度高韧性用于天然气管道的X80钢热轧板卷及其制备方法，使采用该技术生产的X80钢带具有强韧性匹配优异、沿钢带长度方向性能稳定的特征。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于天然气管道的X80钢热轧板卷，所述热轧板卷的化学成分重量百分比为：C：0.035～0.070%、Si：0.10～0.30%、Mn：1.50～1.95%、P≤0.012%、S≤0.003%、Cu≤0.30%、Cr：0.10～0.40%、Ni≤0.20%、Mo：0.10～0.35%、Nb：0.06～0.10%、V≤0.06；Ti≤0.02%、N≤0.005%和B≤0.0005%，其余为Fe及不可避免的夹杂元素，

该热轧板卷同时还满足CE_Pcm≤0.22%，其中：

CE_Pcm(%)=C+Si/30+(Cr+Mn+Cu)/20+Mo/15+V/10+Ni/60+5B。

进一步地，所述热轧板卷头部、中部与尾部的屈服强度及抗拉强度性能波动值≤40MPa。

再进一步地，所述热轧板卷的屈服强度R_t0.5=590～650MPa，抗拉强度R_m≥680MPa，屈强比R_t0.5/R_m≤0.91，延伸率A_50mm≥35%；-20℃冲击功KV₂单值≥280J，冲击功KV₂单值≥310J，韧脆转变温度FATT50≤-60℃；-15℃DWTT断面剪切率SA≥95%；硬度值HV10≤255。

本发明还提供了一种用于天然气管道的X80钢热轧板卷制备方法。该方法通过板坯加热、粗轧、精轧和卷取制备得到热轧板卷。

上述制备过程中操作参数具体控制如下：

1）板坯加热阶段，板坯装炉温度≤650℃，板坯再加热温度为1160～1250℃，入炉加热的板坯宽度≤1750mm且长宽比为4.50～6.25；

2）粗轧阶段，粗轧终轧温度为1010～1100℃，粗轧过程累计压下率≥70%；

3）精轧阶段，精轧终轧温度为780～860℃，精轧过程累计压下率≥70%；

4卷取阶段，卷取温度为350～500℃。

本发明的原理：