本发明专利技术公开了一种适合于X70MS/X65MS钢级的耐H2S腐蚀管线钢焊接的埋弧焊丝，其特征在于组成该化学各成分重量百分比为：C≤0.06；Mn≤0.8；Si≤0.20；P≤0.010；S≤0.005；Cr≤0.30；Mo≤0.25；Al≤0.010；B≤0.008；其余为Fe。本发明专利技术在超低碳的基础上，降低Mn含量，严格控制P、S加入量，合理添加Cr、Mo、B及母材中Cu、Ti等综合作用，确保了焊缝具有良好的力学性能及H2S酸性环境中具有一定的耐腐蚀性。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术针对于含H2S腐蚀介质的天然气输送管线发展需要，开发适用于X70MS/X65MS及以下钢级耐H2S腐蚀管线钢焊接用焊丝。采用本专利技术的焊丝，配合相应的焊剂与X70MS/X65MS耐蚀管线钢焊接后，可保证焊缝在冲击韧性较高、拉伸强度适中情况下，具有优良的抗H2S腐蚀性能。
技术介绍
:油气井多数含有H2S等腐蚀介质，一些气油的H2S含量在1.2 7.8g/m3。我国的几大油气田(如新疆、四川、长庆、中原、华北、塔里木油气田等)都含有不同程度的H2S，如新疆塔中I号坡折带作为“西气二线”的主力气源地之一，2010年达到10亿方产能，H2S加权含量最低12817mg/m3，最高18943mg/m3，平均13219mg/m3。为了输送这些含硫天然气，需要选用抗腐蚀管材，或添加缓蚀剂(包括电位缓释方法)，或选用双金属复合管材，或使用玻璃钢管材等。从管材方面比较,抗腐蚀高合金管材的防腐效果最好,但价格较高,而且主要依赖于进口，供货周期没有保证；非金属材料如玻璃钢管材强度低，抗挤压性能差，容易受到外部机械损害而失效。对于含少量H2S油气输送管线，采用耐酸性低合金管线钢管以其低成本而占据优势。目前，国内外已经开发出了耐酸性X60、X65、X70MS/X65MS钢级的管线钢，但焊接材料仍然采用普通的管线钢焊丝焊剂，这些焊丝主要考虑了焊缝的强韧性问题，而没有考虑腐蚀问题
技术实现思路
:本专利技术设计一种能够进行X70MS/X65MS耐H2S腐蚀管线钢焊接用焊丝，与相应的焊剂匹配，在满足一 定工艺性能情况下，进行耐蚀管线钢埋弧焊接后，使焊缝在满足强韧性要求的前提下，达到NACE标准要求的抗腐蚀要求，硬度S22HRC。具体方案为:本专利技术焊丝其成分重量百分比为:C ( 0.06 ；Mn彡0.8 ；Si ( 0.20 ；P ( 0.010 ；S彡 0.005 ；Cr ( 0.30 ；Mo ( 0.25 ；A1 ( 0.010 ；B ( 0.007 ;其余为 Fe。本专利技术化学成分从C-Mn-Cr-Mo合金系出发，提出耐蚀性焊丝成分设计思路如下所示:(I) C作为焊缝组织中的主要强化元素，对于焊缝拉伸性能起着重要作用，但在耐蚀钢中，碳含量太高，将会引起硬度升高，裂纹敏感性增加，并且在达到一定程度时，会改变组织构成，出现复相组织，产生晶间腐蚀，致使耐腐蚀性大大降低。因此，本焊丝采用超低碳设计，但考虑到焊接过程中C的烧损，所以将C控制在0.04 0.06 ;(2)Mn的含量对焊缝金属的力学性能有很大的影响。随着Mn含量的增加，焊缝金属的屈服强度和拉伸强度呈线性增加，另外，Mn还可以显著降低脆性转变温度，并提高焊缝的冲击韧性。但并不是Mn含量越高越好，因为随着Mn含量的增加，MnS也相应增多，产生带状偏析，将导致H原子易于在此聚集，最终萌生裂纹并扩展直至断裂，使焊缝中抗SSCC的能力降低。鉴于此，本专利技术采用低锰方案，将Mn含量控制在0.5 0.8 ;(3) Si对焊缝组织和性能有重要影响，在焊缝金属中主要起强化作用和脱氧作用。硅对低强度焊缝金属有轻微的强化作用。随着硅含量逐渐增加，对于冲击韧性及抗H2S腐蚀有显著的改善作用。但当Mn、Si同时存在时，随着Mn-Si含量的增加，Si元素易于偏析边缘，会助长晶间裂纹的形成，并且将会致使焊缝及热影响区硬度过高，影响焊缝的抗H2S腐蚀性能，因此Si含量在0.15 0.20 ;(5) Cr可以减轻焊缝金属在H2S环境中的腐蚀速率，本焊丝添加了一定量的Cr提高焊接后焊缝的耐蚀性，但Cr含量过高会产生碳化物,增加硬度，降低耐蚀性。将Cr含量设计为0.25 0.30 ;(6)Mo作为一种铁素体稳定元素，在焊缝中可以促进AF形核，而对焊缝冲击韧性具有良好的改善作用，但另一方面Mo对焊缝强度影响又有很大，随着含量的增加焊缝强度呈直线上升，而为了避免强度过高而造成应力腐蚀敏感性增加，对焊丝中Mo含量限制在0.10 0.25 ;(S)P和S作为杂质元素，直接对于焊缝的耐H2S腐蚀有严重影响，其中，S可与Fe等元素形成不间断分布的硫化物夹杂物会诱发点蚀和应力腐蚀开裂；磷化物存在，促使析氢腐蚀加剧。所以将其含量控制在P < 0.010%、S < 0.005%。采用上述焊丝成分设计，配合相应的耐蚀焊剂进行X70MS/X65MS钢级管线钢焊接后，确保了焊缝既具有较好的拉伸强度和冲击韧性，同时又具有良好的抗HIC及SSCC性能。结合管线钢制管埋弧焊接工艺生产，本专利技术有益的作用为:1、本专利技术焊丝与相应的焊剂进行X70MS/X65MS耐蚀管线钢内外双面埋弧焊接后，焊缝强度Rni = 520MPa 590MPa，_10°C下冲击韧性Akv彡140J,内外焊缝硬度小于22HRC ；2、本专利技术焊丝 与相应的焊剂进行X70MS/X65MS耐蚀管线钢内外双面埋弧焊接后，按照TM0284-2003标准对焊缝进行焊缝HIC检测，CSR ( 2%, CLR ( 15%, CTR ( 5% ;按照NACE-0177-96标准进行SSCC检测，采用A溶液(硫化氢饱和5% NaCl+0.5%冰乙酸)，在90% os应力下试样无任何开裂或裂纹产生；3、本焊丝匹配相应焊剂，熔敷金属Rta 5 = 420 500MPa，Rm = 530 590MPa，_20°C下冲击韧性Akv彡50J，适应于强度级别为X70MS/X65MS的耐蚀管线钢内外双面埋弧焊接，且具有较宽的焊接工艺参数适应范围；具体实施例实例1:采用真空感应炉，需用P、S、C杂质含量低的原料，严格进行S、P含量控制的铁水，经冶炼出符合成分要求的钢水，烧铸成连铸坯，经高速无扭轧机轧制成06.5mm盘条。06.5mm盘条经剥壳除锈-电解酸洗-硼化处理-拉丝-脱脂-电解碱洗-电解酸洗-化学镀铜制成04.0 mm和03.2 mm成品焊丝。该焊丝的质量百分含量为:C0.048，Mn0.65，Si0.12，P0.0067，S0.004，Cr0.26，Mo0.15 ；A10.008，B0.006 ;其余为 Fe。本专利技术焊丝与BG-SJ101G焊剂匹配进行熔敷金属焊接，按照《GB/T12470-2003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》标准要求，试板采用Q235，厚度为20mm，坡口角度30°，根部间隙为12mm。焊接规范为电流475A 575A，电压27V 30V，焊接速度25 ± 1.5m/h ;道间温度150± 15°C，熔敷金属屈服强度为495MPa，抗拉强度为588MPa，延伸率为22.5%，-20°C冲击吸收功为72J ；本专利技术与BG-SJ101G焊剂匹配，焊接9.5mm厚X65MS耐蚀管线钢C0.04，Si0.22，Mnl.23, P0.0il, S0.002, Cu0.17, Ni0.17, Cr0.21,Mo0.01, Ti0.02, V0.05, A10.03, B0.0002，其余为铁。工艺方式为接头形式X型，内坡口角度35°，外坡口角度50°，钝边大小8-9mm。焊接规范为:焊接电流600 850A，焊接电压29.5 32V，焊接速度1.62 1.98m/min,内外双丝埋弧焊接，焊接后焊缝成型良好，焊趾处过渡良好。焊接后焊缝力学性能结果见表I，对焊缝进行HIC、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于X70MS/X65MS钢级的耐H2S腐蚀管线纲焊接用焊丝，其特征在于，该焊丝由下述重量百分比组成：C≤0.06；Mn≤0.8；Si≤0.20：P≤0.010；S≤0.005；Cr≤0.30；Mo≤0.25；Al≤0.010；B≤0.008；其余为Fe。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毕宗岳，赵红波，牛辉，刘海璋，张锦刚，黄晓辉，张万鹏，刘斌，牛爱军，陈长青，张君，包志刚，杨军，
申请(专利权)人：宝鸡石油钢管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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