一种耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种耐酸性强、综合耐腐蚀性能优良的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法。所述钢管的制造方法为：高炉炼铁、钢液预脱硫、转炉顶底复合吹炼、LF炉精炼、连铸钢管毛坯、加热、穿孔、连轧、张力定径、矫正、冷却；预洗；利用缓蚀剂对钢管内壁进行预洗，缓蚀剂与钢管内壁接触后，可在钢管内壁形成一层均匀的防护膜，提高钢管内壁的耐腐蚀性；葡萄糖酸钠更好的实现对钢管中存在的铝、铜等金属离子的吸收，形成电离子的络合物，避免发生电化学腐蚀；使缓蚀剂存在多种缓释机制，更好的实现防腐蚀的作用；管道运输原油时不需要持续添加缓蚀剂，维护工作量小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油管道制造领域，特别涉及一种耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法。
技术介绍
腐蚀是困扰石油天然气工业发展的难题之一，根据粗略的估计，腐蚀给我国石油工业造成的损失约占行业总产值的6％，而采取合适的防腐措施至少可以挽回30％-40％的损失。目前我国运输用的石油管道常见安装方式是埋在地下，也有一部分石油管道是放置在露天环境中，这就进一步提高了对石油管道的耐腐蚀性的要求，既要满足管道内壁的防腐蚀要求，又要满足耐大气腐蚀的要求。酸性气体腐蚀是石油管道腐蚀中遇到的最普遍的一种侵蚀形式，石油的原油或原油的提炼物中都含有大量的硫(S)，硫(S)经氧化形成二氧化硫和三氧化硫，在露点温度与水蒸汽结合变成硫酸，硫酸对运输管道的内壁具有强烈的腐蚀性。耐硫酸露点腐蚀用钢是一种既耐硫酸露点腐蚀又耐大气腐蚀的钢种。国内对于耐硫酸露点腐蚀钢的研制和开发起步较晚，成分体系及使用标准一般借鉴日本的钢种，其中典型的有宝钢股份公司的B485NL、鞍钢的lOCu1Cu，此外还有江阴特钢的ND(09CuCuSb)钢、济钢的12MnCuCu及宝钢一钢公司的NS耐硫酸露点腐蚀钢产品。但是上述几种耐硫酸露点腐蚀钢只具有防止酸性液体腐蚀的能力，而对于原油中的其他类型腐蚀效果不佳，油田腐蚀具有如下的特征:气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质，既有全面腐蚀又有局部腐蚀，还包括二氧化碳气体及形成的酸液腐蚀，硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂和微生物腐蚀等等，为了进一步提高石油管道内壁的综合耐腐蚀性，一般会采用酸洗，但是酸洗无法有效防止管道内壁的多种腐蚀，耐腐蚀性较差，且酸洗时间不好控制，造成管道内壁酸洗厚度不均匀，还有一种技术是在内壁上涂刷防腐层，但是防腐层不容易涂刷均匀，且在原油的流动冲击下，防腐层易从石油管道内壁上脱落下来，另一种技术是使用镀锌管作为石油运输管道，但是对于管径较大，长度较长的管道来说，没有相应尺寸的镀锌设备，且镀锌价格昂贵。目前在石油化工领域中，对于输送管道内部的防腐，还可以采用在流体中添加缓蚀剂的方法，缓蚀剂是指以适当的浓度和形式存在于环境介质中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小，但效果显著。缓蚀剂目前主要用于中性介质(锅炉用水、循环冷却水)、酸性介质(除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液)和气体介质(气相缓蚀剂)。缓蚀剂中的一种吸附膜型缓蚀剂具有极性基因，可被金属(尤其是有色金属，例如铜)的表面电荷吸附，在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓相应电化学的反应。但是缓蚀剂在使用时需要随时在流动介质中添加，使用过程较为繁琐，因此可以考虑制造一种含有有色金属的耐硫酸露点腐蚀钢，并使用特殊的缓蚀剂对该钢管的内壁进行预洗，使钢管内壁与缓蚀剂提前发生反应，形成防腐膜，这样即可以代替酸洗，从而提高耐硫酸露点腐蚀钢管的综合耐腐蚀性能，也可以减小维护工作量。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种耐酸性能好、综合耐腐蚀性能优良的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，所述钢管的制造方法包括顺序进行的以下步骤：高炉炼铁、钢液预脱硫、转炉顶底复合吹炼、LF炉精炼、连铸钢管毛坯、加热、穿孔、连轧、张力定径、矫正、冷却、预洗；所述的预洗工艺按照如下步骤进行：a.将硫氰酸盐溶液与氮掺杂介孔碳在室温条件下混合、搅拌均匀；b.在步骤a的混合溶液中加入聚丙烯酸、柠檬酸、甲基丁炔醇、表面活性剂、葡萄糖酸钠、芳香族唑类和有机胺类，在80℃-90℃温度条件下恒温水浴1-2h；c.在步骤b制备的预聚合物中加入石油磺酸钡和硅胶支载高氯酸，在转速为200-400r/min条件下充分混合搅拌均匀，在60℃-75℃条件下恒温水浴2-3h，然后在室温下静置lOh-15h，待气泡消失后得到缓蚀剂；d.将钢管固定在水平式离心机上，加热钢管使其温度保持在85℃-92℃之间，然后在钢管内部注入缓蚀剂，缓蚀剂的用量与钢管内壁表面积之间的关系为缓蚀剂用量2.5-3.0L/m2，使用堵头将钢管两侧堵住，启动水平式离心机，保持其转速为600-650r/min，持续5-8min；e.在钢管内部注入蒸馏水，注入的水量为缓蚀剂的3-5倍，水平式离心机转速550-600r/min，持续1.5-2h；f.在钢管内部再次注入蒸馏水，注入的蒸馏水为步骤e中注入水量的2-3倍，水平式离心机转速100-120r/min，持续8-10h；优选的，所述的步骤d中，钢管内部注入一定量的缓蚀剂后，对钢管内腔充氮气，并使钢管内腔的压力保持在10-50KPa之间。优选的，所述的步骤f后还包括步骤g，步骤g的过程为：将钢管内部注入PH值为7.6-8.0之间的微酸性蒸馏水，水平式离心机转速100-120r/min，持续10-15min。优选的，所述的芳香族唑类为疏基苯并三氮唑与甲基苯并三氮唑按重量比例为1:1的比例混合而成的混合物；或为疏基苯并三氮唑与苯并三氮唑按重量比例为1:1的比例混合而成的混合物。优选的，所述的硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾或硫氰酸铵。优选的，所述的有机胺类为甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、单乙醇胺、十六胺、十八胺、吗琳、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种，或为单乙醇胺、吗琳、二乙醇按重量比例为1:2:1.5的比例混合而成。优选的，所述的步骤c中的缓蚀剂的组成成分按重量百分比为:1％-3％聚丙烯酸、1％-2％柠檬酸、1％-2％甲基丁炔醇、3％-9％表面活性剂、5％-7％葡萄糖酸钠，1％-5％芳香族唑类、5％-15％硫氰酸盐、20％-28％有机胺类、10％-25％氮掺杂介孔碳、15％-25％石油磺酸钡、0.5％-1％硅胶支载高氯酸、10％-25％蒸馏水。优选的，所述的转炉顶底复合吹炼步骤后，对钢液中的C、Mo、Mn、Ni、Cu、Sb、V、Zr、Als、Nb、Ti、W元素进行含量分析，然后根据需要在LF炉精炼步骤中向钢液中加入相应的合金配料，使得钢液中各元素的含量均在所述含量范围之内，再进行精炼；所述的冷却步骤为将矫正后的钢管放置在压力为10-30KPa的真空冷却炉中冷却到850-900℃，接着对钢管表面进行喷水冷却处理，使其温度下降至600℃-650℃，最后空冷；所述的加热步骤中对钢管毛坯加热至1080℃-1090℃后进行穿孔步骤，所述的连轧步骤中钢管毛坯的温度为1035℃-1055℃，所述的张力定径步骤中钢管毛坯的温度为935℃-955℃。优选的，所述钢管的组成成分按重量百分比为：C0.05％-0.10％，Mo0.1％-0.3％，Mn0.7％-1.1％，P≦0.01％，S≦0.005％，N≦0.005％，O≦0.001％，并含有Ni0.08％-0.12％，Cu0.7％-1.0％，Sb0.04％-0.1％，V0.1％-0.15％，Zr0.15％-0.35％，Als0.01％-0.05％，Nb0.02％-0.07％，Ti0.02％-0.08％，轻稀土LREE0.01％-0.03％，W0.05％-0.2％,且满足1.0％≤Cu+Zr+Als+Ti≤1.4％，余量为Fe和不可避免的杂质；优选的，所述的钢管的组成成分按重量百分比为：C0.1％，Mo0.3％，Mn:0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述钢管的制造方法包括顺序进行的以下步骤：高炉炼铁、钢液预脱硫、转炉顶底复合吹炼、LF炉精炼、连铸钢管毛坯、加热、穿孔、连轧、张力定径、矫正、冷却、预洗；所述的预洗工艺按照如下步骤进行：a.将硫氰酸盐溶液与氮掺杂介孔碳在室温条件下混合、搅拌均匀；b.在步骤a的混合溶液中加入聚丙烯酸、柠檬酸、甲基丁炔醇、表面活性剂、葡萄糖酸钠、芳香族唑类和有机胺类，在80℃‑90℃温度条件下恒温水浴1‑2h；c.在步骤b制备的预聚合物中加入石油磺酸钡和硅胶支载高氯酸，在转速为200‑400r/min条件下充分混合搅拌均匀，在60℃‑75℃条件下恒温水浴2‑3h，然后在室温下静置10h‑15h，待气泡消失后得到缓蚀剂；d.将钢管固定在水平式离心机上，加热钢管使其温度保持在85℃‑92℃之间，然后在钢管内部注入缓蚀剂，缓蚀剂的用量与钢管内壁表面积之间的关系为缓蚀剂用量2.5‑3.0L/m2，使用堵头将钢管两侧堵住，启动水平式离心机，保持其转速为600‑650r/min，持续5‑8min；e.在钢管内部注入蒸馏水，注入的水量为缓蚀剂的3‑5倍，水平式离心机转速550‑600r/min，持续1.5‑2h；f.在钢管内部再次注入蒸馏水，注入的蒸馏水为步骤e中注入水量的2‑3倍，水平式离心机转速100‑120r/min，持续8‑10h。...

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述钢管的制造方法包括顺序进行的以下步骤：高炉炼铁、钢液预脱硫、转炉顶底复合吹炼、LF炉精炼、连铸钢管毛坯、加热、穿孔、连轧、张力定径、矫正、冷却、预洗；所述的预洗工艺按照如下步骤进行：a.将硫氰酸盐溶液与氮掺杂介孔碳在室温条件下混合、搅拌均匀；b.在步骤a的混合溶液中加入聚丙烯酸、柠檬酸、甲基丁炔醇、表面活性剂、葡萄糖酸钠、芳香族唑类和有机胺类，在80℃-90℃温度条件下恒温水浴1-2h；c.在步骤b制备的预聚合物中加入石油磺酸钡和硅胶支载高氯酸，在转速为200-400r/min条件下充分混合搅拌均匀，在60℃-75℃条件下恒温水浴2-3h，然后在室温下静置10h-15h，待气泡消失后得到缓蚀剂；d.将钢管固定在水平式离心机上，加热钢管使其温度保持在85℃-92℃之间，然后在钢管内部注入缓蚀剂，缓蚀剂的用量与钢管内壁表面积之间的关系为缓蚀剂用量2.5-3.0L/m2，使用堵头将钢管两侧堵住，启动水平式离心机，保持其转速为600-650r/min，持续5-8min；e.在钢管内部注入蒸馏水，注入的水量为缓蚀剂的3-5倍，水平式离心机转速550-600r/min，持续1.5-2h；f.在钢管内部再次注入蒸馏水，注入的蒸馏水为步骤e中注入水量的2-3倍，水平式离心机转速100-120r/min，持续8-10h。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述的步骤d中，钢管内部注入一定量的缓蚀剂后，对钢管内腔充氮气，并使钢管内腔的压力保持在10-50KPa之间。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述的步骤f后还包括步骤g，步骤g的过程为：将钢管内部注入PH值为7.6-8.0之间的微酸性蒸馏水，水平式离心机转速100-120r/min，持续10-15min。4.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述的芳香族唑类为疏基苯并三氮唑与甲基苯并三氮唑按重量比例为1:1的比例混合而成的混合物，或为疏基苯并三氮唑与苯并三氮唑按重量比例为1:1的比例混合而成的混合物。5.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述的硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾或硫氰酸铵。6.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金热轧钢管的制造方法，其特征在于：所述的有机胺类为甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、单乙醇胺、十六胺、十八胺、吗琳、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种，或为单乙醇胺、吗琳、二乙醇按重量比例为1:2...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐士祺，郝上京，王勇，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61