一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法技术

一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法，其特征在于：钢的化学成分含量：C=0.03%~0.05%、Si=0.12%~0.30%、Mn=0.95%~1.05%、P≤0.004%、S≤0.0010%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.040%~0.050%、Ti=0.010%~0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板除了具备常规管线钢应有的力学性能外，还具备良好的氢环境兼容性能。A溶液环境下HIC：CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%；同时，在6.3MPa纯氢环境下，台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa

【技术实现步骤摘要】
一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法


[0001]本专利技术属于特殊用途管线钢生产
，涉及一种X52MH掺氢输氢管线钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]使用风能、太阳能、潮汐能等清洁能源发电不受控，会产生大量弃电。将弃电应用制氢工艺生产氢气，再通过储存、运输到用户使用，是一条绿色能源发展路径。随着清洁能源发展，用氢需求逐步提升，传统车辆运输方式无法满足用户需求。而使用管道输氢具有输送量大、能耗少、成本低等特点，是实现氢气大规模长距离运输的经济方式。
[0003]“纯氢与天然气掺氢长输管道输送及应用关键技术”项目掺氢输氢管道关键指标为：输气压力≥6.3MPa；管径≥500mm。而目前已有技术输氢管道主要采用低级别无缝管，输送压力≤4.5MPa，管径在50~323.9mm之间。更高级别及更大管径的专用输氢管线钢亟待研发。
[0004]中国专利CN113862549A公布了“一种L360QS输氢管线钢的生产方法”，该专利技术钢板使用了热处理工艺，成分、轧制工艺、冷却方式，且只做了抗HIC、SSCC及氢环境下的慢应变拉伸试验，未提及氢脆敏感度及断裂韧度试验，氢环境条件下检验项目不充分。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法，特别是一种X52MH掺氢输氢用管线钢的生产方法，以解决高级别、大管径纯氢、掺氢管道输送用钢板的关键技术，钢板除了具备常规管线钢力学性能外，还具备良好的氢环境兼容性能。要求A溶液环境下HIC： CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%；在6.3MPa纯氢环境下，台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa
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，疲劳寿命≥10万次。
[0006]本专利技术的技术方案：一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法，钢的化学成分质量百分含量为C=0.03%~0.05%、Si=0.12%~0.30%、Mn=0.95%~1.05%、P≤0.004%、S≤0.0010%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.040%~0.050%、Ti=0.010%~0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。 关键工艺步骤包括：（1）炼钢：转炉出钢控制P≤0.012%；精炼采用LF+VD组合，进LF后先扒渣脱磷再重新造渣脱硫，LF在站时间≥80min，喂钙线≥150m，出站S≤0.001%；VD保真空时间≥12min，软吹≥15min；（2）连铸：断面厚
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宽为260
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（1700~2600）mm，采用整体式水口避免钢水二次氧化；（3）加热：加热温度1200~1220℃，加热时间200~240min；（4）轧制：一阶段轧制结束温度1000~1100℃，二阶段轧制结束温度810~900℃，轧制7~9道次，精轧累积压下≥60%；
（5）冷却：开始冷却温度760~820℃，冷却速率6~15℃/s，终冷温度480~560℃。
[0007]本专利技术具备以下优点：成分设计采用低碳低锰、超低磷硫确保中心偏析可控；此外只加铌微合金化，减少贝氏体等硬性组织生成，提高材料在氢环境下的兼容性；炼钢采用扒渣及二次造渣工艺，确保超低磷硫及夹杂物控制；连铸采用整体式水口，避免二次氧化污染钢水；采用TMCP工艺，生产成本低，交货周期短，成本及交货均具有竞争优势；按照该专利技术生产的X52MH钢板，带状组织0.5级及以下，夹杂物少，硬性组织贝氏体不明显，钢板性能均匀稳定。除了满足常规管线的力学性能外，在A溶液环境下氢致开裂试验， CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%；同时，在6.3MPa纯氢环境下，台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa
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，疲劳寿命≥10万次。
附图说明
[0008]图1为钢板金相组织图。
具体实施方式
[0009]下面结合实施例进一步说明本专利技术的内容。
[0010]实施例1：12.7mmX52MH管线钢的生产一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法，钢的化学成分百分含量为C=0.04%、Si=0.16%、Mn=0.98%、P=0.003%、S=0.0008%、Alt=0.035%、Nb=0.042%、Ti=0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质，钢的性能见表1。工艺步骤如下：（1）炼钢：转炉出钢P=0.010%；精炼采用LF+VD组合，进LF后先扒渣脱磷，再重新造渣脱硫，LF在站时间112min，喂钙线200m，出站S=0.001%；VD保真空时间15min，软吹25min；（2）连铸：断面厚
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宽为260
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1750mm，采用整体式水口避免钢水被二次氧化；（3）加热：加热温度1205℃，加热时间220min；（4）轧制：一阶段轧制结束温度1080℃，二阶段轧制结束温度865℃，轧制7道次，精轧累积压下67%；（5）冷却：开始冷却温度780℃，冷却速率9℃/s，终冷温度530℃。
[0011]实施例2：17.5mmX52MH管线钢的生产一种TMCP掺氢输氢用管线钢X52MH及其生产方法，钢的化学成分含量：C=0.04%、Si=0.18%、Mn=0.99%、P=0.003%、S=0.0009%、Alt=0.032%、Nb=0.044%、Ti=0.014%，余量为Fe和不可避免的杂质，钢的性能见表1。工艺步骤如下：（1）炼钢：转炉控制出钢控制P=0.009%；精炼采用LF+VD组合，进LF后先扒渣脱磷，再重新造渣脱硫，LF在站时间105min，喂钙线200m，出站S=0.001%；VD保真空时间15min，软吹23min；（2）连铸：断面厚
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宽：260
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1750mm，采用整体式水口避免钢水被二次氧化；（3）加热：加热温度1206℃，加热时间220min；（4）轧制：一阶段轧制结束温度1068℃，二阶段轧制结束温度870℃，轧制7道次，精轧累积压下65%；（5）冷却：开始冷却温度790℃，冷却速率9℃/s，终冷温度490℃。
[0012]表1 实施例X52MH钢的性能检测结果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TMCP掺氢输氢用管线钢的生产方法，其特征在于：钢的化学成分质量百分含量为C=0.03%~0.05%、Si=0.12%~0.30%、Mn=0.95%~1.05%、P≤0.004%、S≤0.0010%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.040%~0.050%、Ti=0.010%~0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质；A溶液环境下HIC： CSR≤2%、CLR≤15%、CTR≤5%；在6.3MPa的纯氢环境下的光滑试样的抗拉强度和断面收缩率大于空气环境下的80%和95%；在6.3MPa纯氢环境下台阶型紧凑拉伸试样的K1C≥100MPa
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，疲劳寿命≥10万次；关键工艺步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仲文，肖大恒，熊祥江，李中平，张青学，高擎，罗登，马仲新，黄治成，彭清，王红涛，邓彪，于青，冷鹏，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：