一种海底管道用钢及其制备方法技术

本申请涉及钢材制备技术领域，尤其涉及一种海底管道用钢及其制备方法。所述方法包括：在设定温度的条件下，对铸坯进行加热；对加热后的所述铸坯进行轧制，并控制所述轧制的工艺参数，得到热轧板；在第一设定速率的条件下，对所述热轧板进行第一冷却，后在设定时间的条件下，进行待温；其中，控制所述热轧板的开冷温度以及所述热轧板的第一终冷温度；在第二设定速率的条件下，对待温后的所述热轧板进行第二冷却，以使待温后的所述热轧板具有第二终冷温度，得到海底管道用钢。本申请内容解决了现有海底管道用钢难以同时兼顾高强度、优异断裂韧性和高耐H2S腐蚀性能的技术问题，从而提高了海底管道的服役能力和安全性。海底管道的服役能力和安全性。海底管道的服役能力和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种海底管道用钢及其制备方法


[0001]本申请涉及钢材制备
，尤其涉及一种海底管道用钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]管道输送石油、天然气被认为是最安全、经济、高效的输送方法之一。随着陆上油气田已逐步进入开采的中后期，注意力逐步转向油气资源潜力巨大的海洋、极地等地，勘探前景良好。其中，海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60％，而大陆坡的深水、超深水域的油气资源潜力也很可观，约占30％。但是，由于地质条件相对更为恶劣，对海底管线钢的综合性能提出了更高的要求。
[0003]海底管线受到洋流、潮汐等因素的影响，随时处于运动状态。在承受管线自重、管道内部压力、外部水压等工作载荷的同时，还要面临风、浪、流、涌甚至地壳移动等环境载荷对管线平移的考验，再加上海底地形复杂与洋流冲刷作用，需要海底管道有较高的强韧性和断裂韧性。
[0004]此外，湿H2S是石油天然气开采与输送过程中常见的腐蚀介质之一。在含湿H2S的服役环境中，对钢板的腐蚀性大大增加。陆上油气资源在集中输送前都会进行多次、深度的脱酸脱水处理，即便如此，也很难将湿H2S完全去除，海洋油气田受作业空间的局限，难以实现陆上油气集中输送前的高效脱酸脱水，加之海洋管线使用工况的复杂性，需要海底管道具有强的耐H2S腐蚀性能。
[0005]但是，随着钢管直径和厚度的增加，会给钢板的生产制造带来了巨大的挑战。尤其是随着厚度的增加，由于钢板冷却过程中的均匀性控制等难度进一步增大，导致钢板沿厚度方向的应变及温度传导不均匀，致使沿厚度方向组织不均匀，进而造成断裂韧性(低温DWTT落锤性能波动较大)和耐H2S腐蚀性能(抗HIC性能)较差。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种海底管道用钢及其制备方法，以解决现有海底管道用钢难以同时兼顾高强度、优异断裂韧性和高耐H2S腐蚀性能的技术问题。
[0007]第一方面，本申请提供了一种海底管道用钢的制备方法，所述方法包括：
[0008]在设定温度的条件下，对铸坯进行加热；
[0009]对加热后的所述铸坯进行轧制，并控制所述轧制的工艺参数，得到热轧板；
[0010]在第一设定速率的条件下，对所述热轧板进行第一冷却，后在设定时间的条件下，进行待温；其中，控制所述热轧板的开冷温度以及所述热轧板的第一终冷温度；
[0011]在第二设定速率的条件下，对待温后的所述热轧板进行第二冷却，以使待温后的所述热轧板具有第二终冷温度，得到海底管道用钢。
[0012]可选的，所述第一速率为10℃/s～20℃/s，所述热轧板的开冷温度为770℃～790℃，所述热轧板的第一终冷温度为600℃～630℃，所述设定时间为8s～12s。
[0013]可选的，所述第二设定速率为20℃/s～30℃/s，所述第二终冷温度为260℃～300
℃。
[0014]可选的，所述设定温度为1200℃～1250℃。
[0015]可选的，对加热后的所述板坯进行轧制，并控制所述轧制的工艺参数，得到热轧板，包括：
[0016]在第一设定开轧温度和第一设定终轧温度的条件下，对加热后的所述铸坯进行粗轧；
[0017]在第二设定开轧温度和第二设定终轧温度的条件下，对粗轧后的所述铸坯进行精轧，得到热轧板。
[0018]可选的，所述第一设定开轧温度为1160℃～1200℃，和或第一设定终轧温度为980℃～1040℃。
[0019][0020]可选的，所述第二设定开轧温度为830℃～850℃，和或第二设定终轧温度为790℃～820℃。
[0021]第二方面，本申请提供了一种海底管道用钢，所述海底管道用钢由第一方面任一项实施例所所述的方法制得，所述钢的显微组织包括：
[0022]多边形铁素体、针状铁素体以及MA岛；其中，
[0023]在所述钢的四分之一位置处的所述组织的晶粒尺寸为6μm～18μm，所述钢的心部的所述组织的晶粒尺寸为12μm～30μm。
[0024]可选的，所述设定化学成分包括：
[0025]C、Si、Mn、P、S、Alt、Nb、Ti以及Fe；其中，
[0026]C的含量为0.08重量％～0.12重量％，Si的含量为0.25重量％～0.35重量％，Mn的含量为1.25重量％～1.45重量％，P的含量为≤0.01重量％，S的含量为≤0.003重量％，Alt的含量为0.025重量％～0.035重量％，Nb的含量为0.045重量％～0.065重量％，Ti的含量为0.035重量％～0.055重量％。
[0027]可选的，所述钢板的性能包括：所述钢的厚度≥30mm，所述钢的屈服强度555MPa～705MPa，所述钢的抗拉强度625MPa～825MPa，所述钢的
‑
30℃夏比冲击≥300J，所述钢的
‑
20℃落锤DWTT为≥90％，所述钢的沿厚度方向硬度差值为20HV～40HV；
[0028]所述钢的抗氢致开裂性能为：所述钢的裂纹长度率(CLR)、裂纹厚度率(CTR)以及裂纹敏感率(CSR)均为0。
[0029]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0030]本申请实施例提供的该海底管道用钢的制备方法，控制该管道用钢的热轧工艺，其目的使晶粒尺寸细小、均匀；控制该管道用钢的冷却工艺，其目的为：第一冷却阶段为了使温度从表面向心部的充分传导。使温度分布更加均匀，从而保证沿厚度方向的组织均匀性，且将沿厚度方向的硬度差值控制在较小的范围内，从而提高心部冲击韧性和低温断裂韧性，同时也会提高抗HIC性能；第二阶段冷却的目的：获得目标组织类型，提高生产效率。综上，该方法解决了现有海底管道用钢难以同时兼顾高强度、优异断裂韧性和高耐H2S腐蚀性能的技术问题，从而提高了海底管道的服役能力和安全性。
附图说明
[0031]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本申请实施例提供的一种海底管道用钢的制备方法的流程示意图；
[0034]图2为本申请实施例提供的一种海底管道用钢的四分之一位置处典型组织类型；
[0035]图3为本申请实施例提供的一种海底管道用钢的二分之一位置处典型组织类型。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底管道用钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在设定温度的条件下，对铸坯进行加热；对加热后的所述铸坯进行轧制，并控制所述轧制的工艺参数，得到热轧板；在第一设定速率的条件下，对所述热轧板进行第一冷却，后在设定时间的条件下，进行待温；其中，控制所述热轧板的开冷温度以及所述热轧板的第一终冷温度；在第二设定速率的条件下，对待温后的所述热轧板进行第二冷却，以使待温后的所述热轧板具有第二终冷温度，得到海底管道用钢。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一速率为10℃/s～20℃/s，所述热轧板的开冷温度为770℃～790℃，所述热轧板的第一终冷温度为600℃～630℃，所述设定时间为8s～12s。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设定速率为20℃/s～30℃/s，所述第二终冷温度为260℃～300℃。4.根据权利要求1所述的钢，其特征在于，所述设定温度为1200℃～1250℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对加热后的所述板坯进行轧制，并控制所述轧制的工艺参数，得到热轧板，包括：在第一设定开轧温度和第一设定终轧温度的条件下，对加热后的所述铸坯进行粗轧；在第二设定开轧温度和第二设定终轧温度的条件下，对粗轧后的所述铸坯进行精轧，得到热轧板。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设定开轧温度为1160℃～1200℃，和或第一设定终轧温度为980℃～1040℃。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二设定开轧温度为830℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊艳秋，马长文，李少坡，丁文华，王彦锋，李战军，刘洋，杨飞飞，狄国标，白学军，王龙和，王小勇，马龙腾，初仁生，吕延春，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：