一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢及其生产方法，所述管线钢的化学成分及重量百分比含量为：C：0.031～0.059％、Si≤0.29％、Mn：0.51～0.59％、P≤0.010％、S≤0.0015％、Cr：3.1～3.5％、Cu：0.31～0.35％、Nb≤0.020％、Ti：0.010～0.020％、Ca：0.0010～0.0020％，不含有V、Mo，Ni，其余为Fe及不可避免的夹杂；所述管线钢的具有优异的低温韧性、优良的耐微生物腐蚀性和耐二氧化碳腐蚀性，能够适应多种腐蚀介质共存的复杂服役环境。共存的复杂服役环境。共存的复杂服役环境。

【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢及其生产方法


[0001]本专利技术属于管线钢
，具体涉及一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]微生物附着于材料表面并形成生物膜，膜内的细菌可通过直接电子转移或间接电子转移从金属获得电子，从而导致微生物腐蚀的发生。生物膜是导致微生物腐蚀主要因素。微生物腐蚀的最突出的危害是对材料的局部腐蚀加速了腐蚀的进展速度和扩大了危害的严重程度。
[0003]在管线的服役环境中不仅存在微生物腐蚀，还同时存在CO2腐蚀，这加速了集输管线的腐蚀失效过程。传统的以碳、锰和微合金元素为基础的管线钢材料不能抵抗二氧化碳的全面腐蚀和局部点状腐蚀。不锈钢虽然有很好的抗二氧化碳腐蚀能力，但是成本高。
[0004]现有技术中对于高强度级别的管线钢，往往通过向其中添加高含量的具有耐腐蚀性质的合金元素来提升管线钢的耐腐蚀性能。
[0005]如中国专利CN109234616A公开了“一种耐微生物腐蚀管线钢及其制备方法”，其化学成分及重量百分比为：C:0.02～0.08％，Si:0.10～0.50％，Mn:0.50～1.20％，P≤0.030％，S≤0.020％，Cu：0.10～1.00％，Ga:0.10～0.80％，Ce:0.01～0.20％。该专利通过复合添加Cu、Ga和Ce元素来实现材料的耐微生物腐蚀作用，但是其屈服强度在400MPa级以上。
[0006]中国专利CN110205541A公开了“一种X65级高强韧耐微生物腐蚀管线钢及其制备方法”，其化学成分：C：0.02～0.035％；Si≤0.2％；Mn≤0.10％；Cu：1.0～2.0％；Mo：0.10～0.20％；Nb：0.04～0.045％；Ti：0.01～0.02％；S≤0.0015％；P≤0.0050％；余量为Fe。该管线钢通过热轧后缓慢冷却的制备方法，使钢中固溶的Cu发生自然时效析出，达到较好强韧性及耐微生物腐蚀性能的目的，但是该专利中Cu含量较高，屈服强度在500MPa级以上。
[0007]中国专利CN 102409253 A公开了一种高耐蚀高强度铁道车辆用耐候钢及其制造方法，其化学成分质量百分比含量(wt％)为：C：0.015％～0.065％、Si：0.10％～0.50％、Mn：0.20％～0.60％、P：0.015％以下、S：0.008％以下、Ti：0.01％～0.08％、Nb：0.005％～0.05％、Cr：2.15％～4.0％、Ni：0.12％～1.0％，Cu：0.20％～0.60％、Al：0.01％～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利所设计的钢材的屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥650MPa，屈强比>0.80。
[0008]中国专利CN105296885A公开了一种含钛高铬耐候钢及其制备方法，其化学成分质量百分比含量(wt％)为C≤0.07％，Si≤0.50％，Mn≤1.5％，P≤0.02％，S≤0.010％，Cu：0.20
‑
0.55％，Cr：3.0
‑
5.5％，Ni：0.10
‑
0.65％，Ti：0.04
‑
0.10％，其余为Fe和不可避免的杂质。该专利所设计的钢材的屈服强度480
‑
530MPa，抗拉强度580
‑
650MPa，屈强比>0.79。
[0009]中国专利CN105274446 A公开了一种高铬耐候钢及其制备方法，化学成分质量百
分比含量(wt％)为：C≤0.07％，Si≤0.50％，Mn≤1.5％，P≤0.02％，S≤0.010％，Cu：0.20～0.55％，Cr：4.5～5.5％，Ni：0.10
‑
0.65％，Ti：0.01～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。该专利所设计的钢材屈服强度450～510MPa，抗拉强度550～630MPa，屈强比>0.80。
[0010]中国专利CN104862607A公开了一种耐二氧化碳腐蚀管线钢钢板及其制备方法，其成分组成如下：C≤0.05％，Si0.2～0.3％，Mn0.50～0.80％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr4.0～7.0％，Nb≤0.080％，Ti≤0.050％，V≤0.080％，Mo0.2～0.50％，Ni≤0.30％，Cu≤0.5％，N≤0.010％，B≤0.0010％，余量为Fe和不可避免杂质。该钢的腐蚀速率虽然可低至0.0581mm/a，但是屈服强度大于500MPa，抗拉强度大于550MPa，延伸率大于25％，
‑
20℃冲击功大于150J，
‑
20℃DWTT均值为100％。
[0011]上述专利均是通过向其中添加高含量的具有耐腐蚀性质的合金元素来提升钢的耐腐蚀性能，但是，对于低强度级别的管线钢，如果添加过高含量的具有耐腐蚀性质的合金元素，往往会造成钢的强度级别升高，而降低具有耐腐蚀性质的合金元素的含量又会导致耐腐蚀性能的降低。如何生产出同时具备耐硫化物应力腐蚀、耐微生物腐蚀和抗二氧化碳腐蚀能力的低强度级别如屈服强度290MPa级的热轧板卷的管线钢对于本领域来说是一个技术难点。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢及其生产方法，所述管线钢的具有优异的低温韧性、优良的耐微生物腐蚀性和耐二氧化碳腐蚀性，能够适应多种腐蚀介质共存的复杂服役环境。
[0013]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0014]一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢，所述管线钢的化学成分及重量百分比含量为：C：0.031～0.059％、Si≤0.29％、Mn：0.51～0.59％、P≤0.010％、S≤0.0015％、Cr：3.1～3.5％、Cu：0.31～0.35％、Nb≤0.020％、Ti：0.010～0.020％、Ca：0.0010～0.0020％，不含有V、Mo，Ni，其余为Fe及不可避免的夹杂。
[0015]所述管线钢的金相组织为准多边形铁素体，晶粒度10～11级。
[0016]所述管线钢的屈服强度Rt
0.5
：290～390MPa，抗拉强度Rm：415～535MPa，屈强比≤0.75，延伸率A
50
≥35％，
‑
20℃冲击功≥250J，180
°
冷弯试验D＝2a合格。屈强比越低，钢管从产生起始塑性变形到最后断裂的形变容量越大，过高的屈强比会损伤材料的均匀形变容量和极限塑性变形能力，使得材料缓和应力集中、松弛裂纹尖端局部应力和限制裂纹扩展的能力降低，对管道结构的安全服役造成不利的影响。
[0017]所述管线钢在SRB浓度为25000个/mL，CO2分压为0.3MPa的环境中试验168h，其均匀腐蚀率≤0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢，所述管线钢的化学成分及重量百分比含量为：C：0.031～0.059％、Si≤0.29％、Mn：0.51～0.59％、P≤0.010％、S≤0.0015％、Cr：3.1～3.5％、Cu：0.31～0.35％、Nb≤0.020％、Ti：0.010～0.020％、Ca：0.0010～0.0020％，不含有V、Mo，Ni，其余为Fe及不可避免的夹杂。2.根据权利要求1所述的屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢，其特征在于，所述管线钢的金相组织为准多边形铁素体，晶粒度10～11级。3.根据权利要求1所述的屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢，其特征在于，所述管线钢的屈服强度Rt
0.5
：290～390MPa，抗拉强度Rm：415～535MPa，屈强比≤0.75，延伸率A
50
≥35％，
‑
20℃冲击功≥250J，180
°
冷弯试验D＝2a合格。4.根据权利要求1所述的屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢，其特征在于，所述管线钢在SRB浓度为25000个/ml，CO2分压为0.3MPa的环境中试验168h，其均匀腐蚀率≤0.22mm/a，最大点蚀坑深度≤2.2μm。5.如权利要求1
‑
4任意一项所述的屈服强度290MPa级耐微生物腐蚀和耐二氧化碳腐蚀管线钢的生产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠义，杨森，何博，孙照阳，余宣询，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：