[发明专利]一种高塑性厚壁深海管线用平板及其生产方法

说明书

本发明公开一种高塑性厚壁深海管线用平板及其生产方法。钢中含有C：0.030％～0.055％、Si：0.16％～0.30％、Mn：1.36％～1.65％、Nb：0.04％～0.07％、Ti：0.008％～0.025％、Cu：0.11％～0.24％、Cr：0.10％～0.20％、Als：0.015％～0.040％、N：0.0021％～0.0049％、P≤0.010％、S≤0.0015％、Ca：0.0015％～0.0045％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ni≤0.14％、Mo≤0.15％，Mo+Ni+Cr+Cu：0.31％～0.50％，其余为Fe和不可避免的杂质；铸坯加热过程分为4个阶段，粗轧温度1050～1150℃，总变形率≥51％，精轧温度800～890℃，终冷温度350～430℃。生产的钢板具有良好的塑性、低温韧性、低屈强比。

技术领域

本发明属于低碳低合金管线钢生产技术领域，尤其涉及一种深海油气输送用厚度≥33mm的X65、X70级高塑性、低屈强比、耐腐蚀的海底管线平板及其生产方法。

背景技术

随着陆地油气资源的枯竭，油气开采重心逐渐向海洋转移。海洋油气资源是全球石油天然气资源的重要组成部分，具有巨大的开发潜力。我国海底油气储量十分丰富，在渤海、东海、南海均有庞大的油气储量，仅南海就高达230～300亿m³。

海底管道是海洋油气输运的重要设施。鉴于深海海底管道的铺设方式和恶劣的服役条件，要求材料具有较高的强度、刚度、韧性、耐腐蚀和优异的塑变性能；而随着强度的提高，实现强、塑、韧性良好匹配的难度急剧上升。同时，随着水深的增加，海洋管道的抗压溃性能变得越发重要，其壁厚增加，管径减小。另外，深水区温度较低，要求管道具有良好的低温止裂韧性，而如何改善厚规格管线钢的低温止裂韧性一直是世界管线钢开发的技术难题。此外，海洋管道使用环境恶劣，铺设成本极高，一旦出现油气泄漏，带来的环境污染和经济损失难以估量，因此，对产品质量的稳定性有极为苛刻的要求。

深海海底管线钢对壁厚、横纵向强度、屈强比、均匀延伸率、低温冲击、落锤撕裂性能均有非常严格的要求；例如，一般要求厚度30mm，性能上在保证横纵向强度达到相应级别要求的同时，还要求低温DWTT SA≥85％，-30℃横向冲击≥240J，纵向冲击≥260J，横、纵向屈强比≤0.82，横纵向均匀延伸率≥8％，抗HIC腐蚀性能满足经96小时NACE A溶液腐蚀CSR≤2％、CLR≤15％、CTR≤5％，抗SSCC腐蚀性能满足72％应力加载条件下经720小时饱和H₂S溶液浸泡不发生断裂及10倍放大观察下无可视裂纹。

目前，国内外对油气输送用深海管线钢及海底管线钢有一些研究，经检索发现了部分有关的专利和文献。检索到的相关专利和文献如下：

CN101082108A公开了一种用于制作海底管线的钢板及其轧制方法。提供了一种X65级别管线钢板，钢板厚度6～14mm，厚度小，屈强比较高，不满足深海管线钢需求；其采用热连轧生产，钢板宽度受限，成分中以C、Mn、Nb为基础采用Ni、Mo强化，生产成本高。

CN102676925A公开了一种大壁厚海底管线钢板及其生产方法。提供了一种X65级别海底管线钢板，钢板厚度25～30.2mm，成分中同样以C、Mn、Nb为基础采用Ni、Mo强化；该产品厚度小，合金成本高，屈强比高，无法满足深海管线钢需求。

CN104357766A公开了用于超深海的高强度高韧性海底管线钢及其制造方法，提供了一种X70级别深海海底管线钢板，成分中采用Ni(0.31％～0.50％)、V(0.015％～0.04％)、Cu(0.10％～0.30％)的设计方案，合金成本偏高。

JP2006291349A公开了一种高变形性能的管线钢板及其制造方法，提供了一种高级别管线钢，成分上采用Mn(1.8％～2.5％)、V(0.01％～0.10％)及Ni、Mo、Cu等元素强化，生产工艺上采用TMCP+控冷+等温处理工艺，生产工艺复杂，均匀延伸率偏低。