[发明专利]直径为508mm的耐硫化氢腐蚀管线用无缝钢管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线用无缝钢管的生产方法，尤其是一种直径为508mm的耐硫化氢腐蚀管线用无缝钢管的生产方法。

现有技术

随着对油气需求不断增加，含硫化氢油气田的开采越来越多。我国硫化氢含量大于1％的天然气储量占全国天然气储量的四分之一，主要分布在四川盆地、鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地，其中近年来发现的川东北地区的天然气油田含硫化氢含量更是高达10％以上。

为适应新形势的需要，必须开发出高抗硫化氢腐蚀的油气管线输送管。当前，虽然国内外已开发出抗硫化氢腐蚀的管线用焊管(由抗硫化氢热轧钢板焊接而成)，但由于焊接工艺使得焊缝及母材热影响区的性能受到影响，会使该区域易受硫化氢应力腐蚀开裂。鉴于上述原因，无缝钢管就要安全的多。但由于连铸圆坯总是存在或轻或重的偏析，圆坯穿轧成无缝管后，无缝管内壁的杂质元素会较多，从而使无缝管内壁的抗腐蚀性较差，因此高抗硫化氢腐蚀无缝管的生产始终是个难点，另外大口径(外径大于500mm)的抗硫化氢腐蚀管线用无缝管尚未见报道。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直径为508mm的耐硫化氢腐蚀管线用无缝钢管的生产方法，以利于提供大直径、安全、可靠的无缝钢管，适应市场的需求。

附图说明

图1为用扫描电镜观察的12MnNbV管线钢上氢鼓泡中的夹杂物；

图2为图1中部位1的能谱分析结果；

图3为图1中部位2的能谱分析结果；

图4不同硬度的10MnVNb无缝钢管内壁SOHIC试验结果；

图5为外淋内喷旋转式淬火冷却示意图；

图6为本发明生产的大口径无缝钢管内中外壁金相组织照片；

图7为本发明生产的大口径无缝钢管内中外壁取样屈服强度的分布图；

图8为本发明生产的大口径无缝钢管内中外壁取样硬度的分布图；

图9为本发明生产的无缝钢管从内壁取样在HIC试验后的试样；

图10为本发明生产的无缝钢管从内壁取样在SSCC B法试验后的试样；

图11为本发明生产的无缝钢管从内壁取样在SOHIC试验后的试样。

具体实施方式

结合附图对本发明的直径为508mm的耐硫化氢腐蚀管线用无缝钢管的生产方法加以说明。

通过研究，发现钢中夹杂物、金相组织以及钢的硬度等方面对管线用无缝钢管的抗硫化氢腐蚀有较大影响。

从附图1中可以看出12MnNbV氢鼓泡中存在着夹杂物，从附图2和附图3的能谱分析结果可以看出，氢鼓泡中存在CaS及铝酸钙夹杂物的偏聚，这说明A类与B类夹杂物均对钢的抗硫化氢腐蚀性有影响；

从附图4中不同硬度的10MnVNb无缝钢管内壁SOHIC(NACE TMO103-2003)试验结果可以看出，当硬度HV10小于200时，管线钢抗应力导向氢致开裂(SOHIC)能力明显提高。

另外，由铸坯偏析引起的无缝钢管内壁的带状组织也对钢的抗硫化氢腐蚀性有影响，减轻铸坯偏析，减小无缝钢管内壁的带状级别也能提高钢的抗硫化氢腐蚀性能。

通过无缝钢管的抗腐蚀机理及影响因此，本发明通过炼钢到热处理的技术改进与工艺设计，开发生产出了高抗硫化氢腐蚀的管线用无缝钢管，该钢管屈服强度在380MPa以上，抗拉强度在460MPa以上，-20℃冲击功在200J以上，且能通过HIC(NACE TMO284-2003)，SSCC B法(NACE TMO284-2003)及更为苛刻的SOHIC(NACE TMO103-2003)等抗硫化氢腐蚀试验，具有较高的抗硫化氢腐蚀性，可以应用到高H2S含量的油气田中的油气输送管线上。

为了保证管线钢的强度和减低裂纹敏感性，本发明生产方法所选钢种的化学成分按重量百分比符合下列公式Cev＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15[％]＞0.20且Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+V/10+5B[％]≤0.20的要求，同时为了钢的纯净度，具体的化学成分设计按重量百分比为：C 0.08～0.12％、Si 0.20～0.35％、Mn 1.2～1.4％、Mo0.01～0.15％、Al 0.01～0.05、V 0.04～0.07％、Nb 0.02～0.04％、S～0.002％、P～0.010，余量为Fe及不可避免的杂质，杂质中，S不大于20ppm，P不大于100ppm，O不大于20ppm，N不大于50ppm，H不大于1.0ppm；