[发明专利]均匀变形伸长率UEL≥5%d的X90管线钢管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线钢管及其制备方法，具体地属于一种高塑性即均匀变形伸长率UEL≥5%的X90管线钢管及制备方法。

背景技术

世界新一轮干线天然气管线正在规划研究中，其单管输送能力将由300亿m3/a进一步提高到450-500亿m3/a。超大输气量高压管道工程将采用大口径厚壁的超高强度X90或X100管线钢，其要求管体冲击韧性达到KV2（-20℃）≥280J。此外，为保障地震、滑坡带等地质条件恶劣地区输气管道的安全性，还要求钢管应具有较高的塑性变形能力。本发明提供一种高韧性高塑性X90管线钢及其生产方法。

   通过地震和地质灾害多发区的管道需承受压缩变形、拉伸变形以及局部扭曲变形等情况的观察分析，其原因主要为失效模式由于过量塑性变形而失效。该地区管道在受到较大的冲击力后，即使发生一定程度的变形，仍然能够安全运行，因此采用基于应变的设计方法，选用抗大变形的管线钢。抗大变形的管线钢主要特征为无屈服平台、屈强比低、形变强化指数高、均匀变形伸长率大。中国西气东输二线应变设计地区用抗大变形X80管线钢的技术条件要求均匀变形伸长率UEL≥5%，抗大变形X90管线钢目前仍没有相关报道。

经检索：中国专利申请号为201310169449.6的专利文献，其公开了“一种X90管线用钢及其生产方法”。 其通过添加B：0.0006～0.0023％，并结合TMCP工艺生产X90级管线钢板。该钢组织为下贝氏体+少量的MA组织，其存在不足是缺少软相F组织，韧性（-20℃ KV2≥240J）稍低，易出现波动，生产控制难度大，不能应用于抗大变形的管线钢。

中国专利申请号为201210050624.5的文献，其公开了一种“高强度低屈强比X90热轧钢板及其生产方法”。其采用低C、低Mn、高Nb、高Cr、高Mo的成分设计，结合TMCP工艺生产X90级管线钢板的方法。该文献虽能够达到X90级管线钢的高强度、高韧性和良好的焊接性能，但由于添加较多的Nb、Mo等贵重金属，导致生产成本较高，且不能保证为均匀变形伸长率。

中国专利申请号为CN201110359356.0的文献，其公开了“一种X90管线钢直缝埋弧焊管制造方法”阐述了一种采用低C、高Mn、高Nb、高Cr、高Mo的成分设计的X90制管方法。该方法合金设计复杂，且添加较高含量的Nb、Ni 、Mo等贵重金属，生产成本较高，也不能保证均匀变形伸长率。

中国专利申请号为200710045314.3的文献，其公开了“一种高强度X90管线钢及其生产方法”和申请号为CN201080029455.6的 “低温韧性优良的高强度管线管用钢板及高强度管线管用钢管” 文献，分别公开了宝山钢铁公司、日本新日铁钢铁公司采用TMCP工艺生产高强度X90管线钢板的方法，但该两项专利成分范围太过宽泛（Cu<1.2%或<1.0%、Ni<1.5%或<2.0%、Cr<1.2%或<1.0%、Mo<0.6％、Nb：0.015~0.120%或0.01~0.05%等），无法确定该成分体系是否能够满足超高强度X90管线钢的性能要求，对实际生产亦无任何参考价值，没有可操作性，未提及均匀变形伸长率，也不知是否可应用于应变设计的管线。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的塑性低的不足，提供一种在满足力学性能为R_P0.2≥650MPa，R_m≥730MPa，-20℃ KV2≥280J，-15℃ DWTT SA≥85％的前提下，使塑性即均匀变形伸长率UEL≥5%的X90管线钢及制备方法。

本申请为了实现上述目的，对实现本申请的目的的起影响或者关键作用的合金元素及工艺进行了深入的研究其结果，为了即使在保证超高强度的前提下，还能实现超高韧性、高塑性，因此提出了采用在成分方面主要是采用了低C、高Mn合金设计，其次还添加了Cr、Mo、Nb、Ni元素能进一步达到超高强韧性、高塑性；成分的优化，还需要匹配的工艺才行，因此，本申请经研究，工艺方面主要主要是采取了洁净钢冶炼、奥氏体全流程细化控制轧制、控制冷却、钢管控制变形等技术。

实现上述目的的措施：