[发明专利]一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法

说明书

一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢，其组分及wt%为：C：0.05~0.10%，Si：0.15~0.50%，Mn：0.50~1.20%，P≤0.008%，S≤0.002%，Als：0.015~0.045%，Ni：0.20~0.80%，Ti：0.010~0.030%，Cu：0.22~0.50%，Cr:0.50~1.50%，Mo：0.23~0.50%，Ca：0.002~0.006%；生产方法：铁水预处理及转炉冶炼；进行LF炉炉外精炼；RH真空处理；出钢并连铸成坯；进行分段热轧；淬火；回火。本发明钢通过成分设计、夹杂物控制、轧制和热处理后，屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥540MPa，延伸率≥20%，‑40℃KV₂≥60J，无氢致开裂现象产生，应力腐蚀开裂不低于0.70σ_s。

技术领域

本发明属于低合金高强度钢制造领域，其涉及一种高强度压力容器钢及其生产方法，确切地为一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法。

背景技术

在石油和石化行业中，压力容器设备在酸性环境下容易产生脆化现象。压力容器设备材料抗氢致开裂（HIC）和抗硫化氢应力腐蚀（SSC）等性能不高，特别是大型固定式储罐在长使用时间后，存储介质中残留的硫化物堆积，局部形成酸性氛围，对罐体材料造成严重腐蚀，使得设备寿命大大减少。

随着石化行业的发展、及对低碳环保、经济性越来越高的要求，原有的调质压力容器钢种这就不能满足行业发展需求。满足市场需求，延长储罐使用寿命，具有经济环保的重大意义。

目前，在所使用的调质压力容器钢种中，没有针对耐酸腐蚀性能的钢种，主要原因是考虑到关于低焊接裂纹敏感性问题，因此导致耐酸腐蚀性能偏低。

在现有的压力容器中，如球罐，在使用中经常会出现应力腐蚀裂纹，然而这些应力腐蚀裂纹的产生对球罐使用寿命存在直接关系，其大大降低了球罐的使用寿命。

在本发明提出之前，有部分涉及抗酸腐蚀压力容器制造领域的同类技术产品，但都是强度偏低的正火和正火+回火态钢种。如GB/T 19189中的钢种07MnMoVR、07MnNiVDR、07MnNiMoDR和12MnNiVR属于调质高强度压力容器钢，但是没有针对抗酸腐蚀环境进行设计要求。

还有经检索：中国专利（申请号201710619945.5 ）的文献，其公开了一种“低温压力容器用调质型A537Cl2钢板及其生产方法”，其钢的化学成分重量百分比为C：0.13～0.20%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.00～1.60%，Nb：0.01～0.02%，Cr≤0.25%，Ni≤0.50%，V：0.02～0.03%，P≤0.010%，S≤0.005%，Alt：0.02～0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述生产方法包括冶炼、控轧控冷、调质热处理工序。该文献虽然低温韧性优良，但存在强度偏低（R_m：550MPa~620MPa），而不能满足大型固定式球罐的制造要求。

中国专利（申请号201410281822.1）的文献，其公开了“一种压力容器用调质高强度钢板及其生产方法”，其钢板厚度规格为10～60mm。其化学成分质量百分数为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.3％，Mn：1.3～1.55％，P≤0.012％，S≤0.005％，Nb：0.015～0.035％，V：0.03～0.05％，Ti：0.008～0.02％，Cr：0～0.2％，Ni：0.3～0.5％，Mo：0.2～0.3％，N≤70ppm；余量为Fe和不可避免的杂质。工艺包括冶炼、连铸、板坯加热、高压水除磷、轧制、矫直、探伤、调质。该文献虽然低温韧性优良，但不具耐硫化氢应力腐蚀性能，因此仍不能满足大型固定式球罐的制造要求。