[发明专利]一种X52MH掺氢输氢管线钢及其生产方法

说明书

一种X52MH输氢管线钢及其生产方法，钢的化学成分重量百分含量为C=0.03%~0.04%、Si=0.10%~0.25%、Mn=1.0%~1.1%、P≤0.005%、S≤0.0010%、Alt=0.015%~0.035%、Nb=0.030%~0.040%、Ti=0.010%~0.020%、Cr=0.15~0.20%、Cu=0.10%~0.15%、Ni=0.10%~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板具备良好的抗腐蚀性能与氢脆性能，在A溶液环境下氢致开裂试验，CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%，缺口试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和50%；在6.3MPa纯氢环境下，台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa·msupgt;1/2/supgt;，氢脆敏感度系数≤1.5。

技术领域

本发明属于管线钢生产技术领域，特别是一种X52MH掺氢输氢管线钢及其生产方法。

背景技术

氢能源作为21世纪的“绿色黄金”，近年来受到世界各国的高度重视。但如何将氢能源安全、高效运输成为氢能大规模应用的技术瓶颈，需依靠大量技术的支撑和基础设施的建设。

传统长管拖车方式运输氢气只使用于运输距离近，输送量较低，氢气日用量为吨级的用户。随着用氢需求的增加，传统的长管拖车方式运输氢气无法满足用户需求。而管道输送具有输氢量大、能耗小、成本低等特点，是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式。由于目前长距离输氢管道还未大规模应用于市场，氢气管道多搭建在化工园区，并在管道沿线选址建设加氢站，将氢气就地使用，减少资源浪费，增加运输效率的同时降低成本。未来，随着氢能产业的快速发展，氢的规模化储运需求将大幅提升，管道将成为一定区域内氢气经济高效输送的重要方式。

就管道输送而言，现有技术对管道选材、焊接、安全监控、事故应急等方面均不成熟，仍首选无缝管和高频焊管，采用直缝埋弧焊管用掺氢输氢钢板报道与资料文献很少。

中国专利CN113862549A公布了“一种L360QS输氢管线钢的生产方法”，该发明钢板氢环境下的试验不充分，只提供了材料的抗HIC、SSCC及氢环境下的慢拉伸试验，未提及氢脆敏感度试验、断裂韧度试验。

发明内容

本发明旨在提供一种X52MH掺氢输氢管线钢及其生产方法，以解决现有纯氢、掺氢管道输送用钢板的关键技术，采用TMCP生产工艺，钢板除了具备常规管线钢应有的力学性能外，还具备良好的抗腐蚀性能与氢脆性能。在A溶液环境下氢致开裂试验， CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%，缺口试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和50%；同时，在6.3MPa纯氢环境下，台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa·m^1/2，氢脆敏感度系数≤1.5。

本发明的实现方案：

一种X52MH输氢管线钢的生产方法，钢的化学成分重量百分含量为C=0.03%~0.04%、Si=0.10%~0.25%、Mn=1.0%~1.1%、P≤0.005%、S≤0.0010%、Alt=0.015%~0.035%、Nb=0.030%~0.040%、Ti=0.010%~0.020%、Cr=0.15~0.20%、Cu=0.10%~0.15%、Ni=0.10%~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤：

（1）连铸快冷：260mm×2270mm连铸坯带温切割后，进入铸坯快冷装置进行快速冷却，其中铸坯上下表面0~15mm冷却终止温度控制在Ms线以下，15~50mm冷却终止温度控制在300~500℃，铸坯心部冷却终止温度控制在500~650℃；

（2）加热：加热温度1100~1200℃，加热时间180~220min；