[发明专利]高CO2分压环境服役415MPa级输送管线钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高CO₂分压环境服役415MPa级输送管线钢，其特征在于：该输送管线钢的化学成份按质量百分数Wt％计为：C为0.040～0.070％、Si为0.35～0.40％、Mn为1.65～1.75％、P≤0.010％，S≤0.0020％、Cr为1.5～2.5％、Nb为0.065～0.075％、Ti为0.01～0.05％，B≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明的管线钢具有优良强韧性和优异耐CO₂腐蚀特性，适用于高CO₂分压条件下的石油天然气长输焊管的制造。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种高CO₂分压环境服役415MPa级输送管线钢及其制造方法。

背景技术

随着易开采石油、天然气资源的枯竭，采用CO₂回注油气井以提高采出率的EOR技术得以广泛应用，相应地开采的油气资源中 CO₂的含量大大增加。同时，长距离大输量的设计需求使得在建及规划管道的输送压力由不足10MPa升高至14MPa以上，这也导致输送介质中CO₂的分压不断升高。

CO₂腐蚀问题已经成为集输与长输管道腐蚀的主要形式，CO₂腐蚀引起油气管道失效事故频繁发生。这不仅严重威严安全运营，造成巨大的经济损失，泄露的原油还会对环境造成严重污染。

干燥的CO₂对钢铁没有腐蚀，但是CO₂溶入水后对钢铁具有极强的腐蚀性。在相同的pH值下，CO₂的总酸度比盐酸高，其对钢铁的腐蚀比盐酸还严重。在油气采集和运输过程中，传统的碳钢管材不能抵抗腐蚀，而利用不锈钢代替普通碳钢成本过高。因此，在维持管线钢优异强韧性匹配特性的前提下，如何有效改善其在高CO₂分压环境中的耐腐蚀性能已经成为材料开发热点。

在本发明之前，专利CN 103820714 B、CN 104451394 B、CN 102851607 A、CN106119727 A、CN 101413089 B、CN 100439551C 等涉及的耐CO₂腐蚀管材均采用正火、调质等热处理方式生产，生产工艺复杂且成本较高；专利CN 1100159C涉及的耐CO₂腐蚀管材含有稀土元素，已不适合当前的管材设计与市场需求，且消耗国家战备资源，不具备成本优势；专利CN 105132822 A、CN 103320705 B、CN 106498279A等涉及的耐CO₂腐蚀管材采用Cr+Mo+V或 Cr+Mo+Cu+Ni的成分，复杂体系增加生产难度和稳定性，Mo、Cu、 Ni等贵金属的添加导致成本过高；专利CN 102199729 A涉及的耐 CO₂腐蚀管材为无缝钢管类型油套管，不适用于焊接钢管的制造，韧塑性指标不满足输送管线钢要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出一种高CO₂分压环境服役415MPa级输送管线钢及其制造方法，该钢具有优良的韧性和优异的耐CO₂腐蚀特性。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种高CO₂分压环境服役 415MPa级输送管线钢，其特征在于：该输送管线钢的化学成份按质量百分数Wt％计为：C为0.040～0.070％、Si为0.35～0.40％、Mn为 1.65～1.75％、P≤0.010％，S≤0.0020％、Cr为1.5～2.5％、Nb为0.065～0.075％、Ti为0.01～0.05％，B≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

一种上述高CO₂分压环境服役415MPa级输送管线钢的制造方法，其特征在于：输送管线钢的制造依次包括板坯加热、粗轧、精装、冷却和卷取；