S腐蚀l360qs无缝管线管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无缝钢管生产领域，涉及一种含V抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 抗H2S腐蚀无缝管线管是高技术含量的产品，随着石油天然气资源的不断开采，酸 性油气田不断增加，H 2S含量越来越高，H2S导致金属材料突发性的硫化物应力开裂，硫化物 应力腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，其中硫化氢应力腐蚀是油气输送 管线管腐蚀的重要形式之一，它不仅造成因穿孔而引起的油、气、水等介质的泄漏，而且往 往会造成重大的经济损失、人员伤亡、环境污染以及油气输送中断等事故。这种腐蚀破坏主 要因为金属材料处在含硫化氢的介质中，在电化学腐蚀过程中析出的氢进入金属材料内部 而产生阶梯型裂纹，这些裂纹的生长发育最终使金属材料发生开裂，因此对高含硫油气输 送的管线管质量要求越来越高。
[0003]国内外目前生产此类抗腐蚀管线管，在钢种成分设计上一般都采用Nb+V或 Nb+V+Ti等两种或两种以上的元素组合来进行微合金化，使其性能很好地满足抗腐蚀的要 求；但生产成本高，是通过配加高价格合金元素Nb而实现的，不能经济地生产抗H 2S腐蚀厚 壁管线钢。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
[0005] 本发明一方面提供了一种含V抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管的制备方法，该方 法的具体步骤包括：冶炼管坯，其化学成份按重量百分比为C 0. 08~0. 12%、Si 0. 15~ 0? 35%、Mn 1. 10 ~1. 25%、V 0? 020 ~0? 045%、A1 0? 02 ~0? 05%、其余为 Fe、残余元素 和杂质；
[0006]残余元素中：〇1彡0.20%、附彡0.30%、0彡0.30%、]?〇彡0.10%、恥彡0.01%、 Ti ^ 0. 025%,B ^ 0. 0005%；
[0007] 且 Nb+V 彡 0? 06 %，Nb+V+Ti 彡 0? 12 % ;杂质中 P 彡 0? 015 %、S 彡 0? 002 %、 N 彡 0? 010%〇
[0008] 钢中加入0. 020~0. 045%的钒，形成V(C，N)，在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析 出，在轧制过程中能抑制奥氏体的再结晶并阻止晶粒长大，从而起到细化铁素体晶粒、提高 钢的强度和韧性，钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗H2S腐蚀能力。
[0009] 具体制坯控制：
[0010] 电炉冶炼，钢水终点控制C彡0. 04%、P彡0. 010% ;LF精炼炉精炼和VD真空处 理，LF精炼炉精炼结束后加入50TiFe0. 5kg/t，喂Ca-Si丝0. 25~0. 35kg/t ;VD真空处理 后喂Ca-Si丝0. 25~0. 35kg/t，并将钢水A1含量控制在0. 02~0. 05 %，出钢温度控制在 1590~1605°C ;连铸机浇注，中间包温度为1530~1555°C ;连铸坯清理。
[0011] 轧管控制：合格连铸坯经环形炉加热、穿孔和终轧制管。连铸坯出环形炉温度： 1220 ~1250°C，终轧温度：850 ~950°C。
[0012] 环形炉加热是无缝钢管生产的第一环节，环形炉加热质量直接影响到穿孔机负 荷、穿孔质量乃至最终成品钢管的质量，其能耗和氧化烧损直接影响钢管的成本。适宜的环 形炉加热温度有利于控制钢坯在理想的变形温度区间轧制，降低变形抗力和穿孔机、乳机 负荷，提高成品钢管表面质量、尺寸精度和性能，且有利于控制能耗和烧损，降低生产成本。 过高的环形炉加热温度不但会造成能耗和烧损增加，成本升高，成材率降低，而且容易导致 成品钢管氧化严重、表面质量差、晶粒粗大、影响钢管的强度和韧性，加热温度更高时甚至 出现过热、过烧，导致钢坯、钢管整支报废；而过低的环形炉加热温度容易导致穿孔机、乳机 负荷增加，乳卡、包棒和钢管表面缺陷。
[0013]控制终轧温度在适宜的范围内有利于获得均匀的组织，抑制最终变形后的晶粒长 大，得到理想的性能，提高轧管机组作业效率，降低能耗，降低成本。终轧温度过高容易导 致晶粒粗大，强韧性能差且氧化严重，表面质量差；而终轧温度过低容易产生明显的变形组 织，导致强韧性能不佳；过高或过低的终轧温度都将影响成品钢管的尺寸精度。对于目前大 规模使用的连轧机组，其环形炉加热温度、乳制节奏和终轧温度等参数都是互相影响的，只 有合理配置并严格控制这些参数才能达到成品钢管组织优良、性能均匀稳定、生产效率高、 成本低的目标。
[0014] 热处理：采用淬火+回火热处理工艺，淬火介质为水，淬火温度：900~920°C，回 火温度：560~630 °C。
[0015] 淬火温度的选择主要考虑该温度下钢的完全奥氏体化以便得到理想的淬火组织， 通常选择该钢种AC3以上30~50°C作为淬火温度，过高的淬火温度将导致钢管晶粒粗大、 性能恶化和表面质量差等问题，且烧损增加和能耗增加也不利于控制成材率和生产成本； 过低的淬火温度容易导致淬透性差，组织中出现未溶铁素体，影响强度性能。回火温度的选 择主要考虑通过回火得到最佳的显微组织，达到强度、韧性和抗腐蚀性的最佳搭配。过高的 回火温度容易导致强度偏低，更高时甚至出现黄块马氏体等两相区组织，严重影响性能；过 低的回火温度容易导致碳化物析出不充分，强度过高而冲击韧性偏低，强度过高时裂纹敏 感性也将提高，对抗腐蚀性能也有不利影响。
[0016]进一步的，所述的抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管的制备方法，管坯的化学成分 按重量百分比为 C 0.09 ~0.11%、Si 0.20 ~0.30%、Mn 1.15 ~1.22%、V 0.030 ~ 0? 040%、A1 0? 025 ~0? 035%、P 彡 0? 010%、S 彡 0? 001%、N 彡 0? 080%，余量为铁和杂质。
[0017]本发明的另一方面，还提供了 一种含V抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管，其化学成 份按重量百分比为 C 0? 08 ~0? 12%、Si 0? 15 ~0? 35%、Mn 1. 10 ~1. 25%、V 0? 020 ~ 0.045%、A1 0.02~0.05%、其余为Fe、残余元素和杂质；残余元素中：Cu<0.20%、 Ni 彡 0? 30%、Cr 彡 0? 30%、M〇 彡 0? 10%、Nb 彡 0? 01%、Ti 彡 0? 025%、B 彡 0? 0005% ;且 Nb+V 彡 0? 06%，Nb+V+Ti 彡 0? 12% ;杂质中 P 彡 0? 015%、S 彡 0? 002%、N 彡 0? 010%。
[0018] 该钢的冷裂纹系数 CEPm< 0? 20 %，其中，CE PM= C+Si/30+ (Mn+Cr+Cu) /20 +Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
[0019]该钢的碳当量 CEIIW彡0?37%，CE IIW= C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0020] 进一步的，该含V抗H2S腐蚀L360QS无缝管线管化学成份按重量百分比为 C0.0 9 ~0. ll%、Si 0. 20 ~0. 30%、Mn 1. 15 ~1. 22%、V 0. 030 ~0. 040%、A1 0. 025 ~ 0? 035%、P 彡 0.010%、S