[发明专利]一种抗SSCC球罐用高强韧钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种抗SSCC球罐用高强韧钢板，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：≤0.09％、Si：0.15～0.40％、Mn：0.90～1.60％、P≤0.006％、S≤0.003％、Mo：0.10～0.30％、Nb+V≤0.12％、Ni+Cr≤1.5％、30ppm≤N≤50ppm、H≤2ppm，余量为Fe及不可避免的杂质元素。工序流程：转炉冶炼→钢包炉精炼→真空处理→连铸→铸坯加热→控制轧制→控制冷却→缓冷→淬火→回火→探伤→性能检验。本生产钢板具有较好的强韧性匹配、可焊性等力学性能，而且具有的优良的抗SSCC性能。

技术领域

本发明属于钢板冶金技术领域，尤其涉及一种具有抗SSCC球罐用高强韧钢及其制造方法。

背景技术

在战略石油储罐库中，石油会在较长时间内储存不动，随着时间的不断推移，罐内气体空间蒸汽的凝结水和携带油田注入水就会沉积到罐底，积少成多，形成罐底沉积水，这些沉积水都含有一定量的硫化氢，硫化氢含量与石油来源有密切关系，酸性油气田开采的石油中的硫化氢含量明显高于碱性油气田。同时罐底因储存石油自重原因承受一定的压力，石油储罐体积越大，罐内储存的石油越多，罐底承受的应力就越大，腐蚀情况就越严重，开罐检查发现储罐的罐底、罐壁部位相继发生腐蚀，甚至穿孔，有些储罐还出现了跑油现象，给罐区安全、储运等工作带了较大影响。

现有的石油储罐用钢解决了大线能量焊接、高强度和高韧性问题，但抗硫化氢应力腐蚀开裂性能仍然是薄弱环节。随着球罐体积从500m³、1000m³、2000m³扩大到4000m³，甚至更大，特大型石油储罐需求日益增多，对建造特大型石油储罐用钢的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能需求越来越迫切。

专利(CN105543679A)申请了一种反应堆压力壳用调质板07MnNiMoDR厚度，其抗拉强度控制在650～697MPa，屈服强度控制在578～610MPa，母材-50℃下的冲击韧性控制在190～277J，力学性能全面满足标准的要求，但未提及其抗SSCC性能。

专利(CN1013343298A)公布了一种低温容器用钢07MnNiMoDR的生产方法，其通过强化热机械轧制和轧后离线调质工艺来生产，采用Nb、V、Ti微合金化成分设计，优化铸坯加热和高压水除鳞工艺，生产的钢板性能稳定、具有良好的强韧性匹配，但其合金元素添加过多，生产成本大幅提升。

专利(CN1116249A)申请了一种大型球罐钢成分及热处理方法，成分和生产控制方便，具有良好的焊接性能，但其强度和冲击韧性偏低，也未提及其抗SSCC性能。

综上所述，现有大型球罐用钢虽具有较好强韧性和焊接性能，但合金元素加入过多，尤其是未提及或不具备抗硫化氢应力腐蚀开裂性能，无法满足现有特大型球罐用钢的技术要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既具有高强韧性，又具有抗SSCC性能的大型球罐用钢板及其制造方法，该钢采用C-Mn-Ni系加Nb、V微合金化的成分设计体系和调质工艺生产，并解决现有同类产品组织成分不均一，抗SSCC性能差的问题。本申请产品具有组织稳定均一、强度高、低温韧性好、抗硫化氢应力腐蚀开裂性能优良等特性，且生产成本相对较低、可操作性强。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种抗SSCC球罐用高强韧钢板，该钢板的化学成分按质量百分比计为C：≤0.09％、Si：0.15～0.40％、Mn：0.90～1.60％、P≤0.006％、S≤0.003％、Mo：0.10～0.30％、Nb+V≤0.12％、Ni+Cr≤1.5％、30ppm≤N≤50ppm、H≤2ppm，余量为Fe及不可避免的杂质元素，同时满足：

Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B≤0.19％，

8≤w(V)/w(N)≤15。