[发明专利]一种兼具抗HIC及耐冲刷深海钻探隔水管用X80管线用钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种兼具抗HIC及耐冲刷深海钻探隔水管用X80管线用钢板，其特征在于：其元素组成的重量百分配比为，C：0.06‑0.08％、Mn：0.7‑0.9％、Si：0.30‑0.45％、S：≤0.001％、P：≤0.010％、Nb：0.02‑0.07％、Ti：0.008‑0.03％、V：≤0.06％、Alt：≤0.06％、N:≤0.004％、O：≤0.003％、Mo：≤0.08％、Cr：0.45‑0.65％、Ni：0.20‑0.60％，Cu：0.10‑0.30％、Ca：≤0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质。钢板近表面组织为回火上贝氏体，心部组织为针状铁素体。工艺路线：配比备料→转炉或电炉冶炼→炉外精炼→真空脱气→连铸→板坯再加热→再结晶区TMCP工艺→控冷。本申请X80管线钢满足低温高韧性、纵横向强度均匀性好、满足双硬度要求，同时还兼具抗HIC与耐冲刷性能。

技术领域

本发明涉及管线钢，尤其涉及一种作为深海钻探用隔水管的X80级管线钢。

背景技术

目前世界需求的能源中化石能源还占能源结构中的主体地位，近年来世界经济的急速增长极大带动了化石能源需求的急速增长，为满足化石能源的巨大需求，随着多年陆地开采日渐枯竭。能源开采已转向海洋。海洋管线用钢涉及石油钻探和石油输送领域。由于深海的高压力及钻探时洋流等影响因素，通常在钻探时需要采用高钢级较厚规格钢板制成深海钻探用隔水管，钻杆在隔水管内作业，由此保护钻探顺利进行。考虑到海洋洋流等自然条件。隔水管要求具有高强度低温高韧性、纵横向强度均匀性、双硬度及抗疲劳要求，考虑到深海隔水管的服役环境为海洋，具备抗HIC性能、抗冲蚀性能将有益于延长隔水管的使用寿命。

目前，涉及X80管线钢的专利较多，但是涉及深海隔水管应用的X80管线钢的报道还不是很多，具备抗HIC及耐冲刷性能的深海隔水管用钢板更加未涉及。

与传统的管线钢应用不同，深海隔水管用高钢级钢板由于服役于深海且是竖向铺设，需要承受钻探过程中泥沙的冲刷以及洋流的振动。这就要求钢板必须具有高强度低温高韧性，在此基础上进一步要求钢板纵横向强要均匀以及双硬度(维氏硬度+布氏硬度)要求，为延长使用寿命，还需要提高抗HIC性能。由于耐冲刷性能对金相组织的要求与抗HIC性能对金相组织的要求存在冲突，耐冲刷性在某种程度上可视为与耐磨性相似，但又不同于耐磨性，即钻探过程中因泥沙流动对隔水管表面的冲刷，主要与金相组织相关，一般来说，具备细小贝氏体组织的隔水管具备更好的耐泥沙冲刷性。

发明内容

海洋管线用钢涉及石油钻探和石油输送领域。由于深海的高压力及钻探时洋流等影响因素，通常在钻探时需要采用高钢级、厚规格的管线钢钢板来制作深海用隔水管，才能保证钻探顺利进行。考虑到海洋洋流等自然条件，对深海隔水管的考察要求包括：高强度、低温高韧性、纵横向强度均匀性、维氏硬度、布氏硬度。

本发明的目的是要提供一种生产厚度不高于35mm，较适合的生产厚度为15.88—35mm的X80深海钻探隔水管用管线钢板及其制造方法，满足低温高韧性、纵横向强度均匀性好、满足双硬度要求，同时还兼具抗HIC与耐冲刷性能。本申请从成分设计和生产工艺进行设计，最终获得综合性能优异的深海隔水管用X80级管线钢，工艺流程短，成材率高。

本申请X80隔水管用钢板近表面组织为(回火)上贝氏体，心部组织为针状铁素体。

钢板的检测性能满足：横向屈服强度不小于555MPa；横向抗拉强度不小于680MPa，横向屈强比不高于0.84；纵向屈服强度不小于555MPa；纵向抗拉强度不小于670MPa，纵向屈强比不高于0.85；取圆棒样检测的延伸率：≥25％；钢板纵向横向强度均匀；-30℃冲击功≥300J；沿钢板厚度方向近表面、1/4厚度及1/2厚度的维氏硬度为215-250Hv10，钢板边部、沿板宽1/4、沿板宽1/2处上下表面布氏硬度为215-250HB3000；HIC试验标准：NACE TM0284-2004 A溶液下浸泡96小时，裂纹长度率％＝0、裂纹宽度率％＝0、裂纹敏感率％＝0。