酸性环境下服役的管线钢的研究与开发

酸性环境下服役的管线钢的研究与开发中国油气与化工管线需求巨大国内外现状降低HIC起裂的控制要点原因措施目的串状MnS低S去除MnS合适的Ca处理硫化物与氧化物的形态控制大型氧化物与氧硫化物低O去除氧化物夹杂直弧形连铸机改善纯净度粗大的析出物Nb(C,

N)

和TiN优化的板坯加热温度合适的微合金化降低粗大析出物国内外现状抑制HIC扩展的控制要点原因措施目的由于中心偏析所产生的硬相低

Mn,

P，C降低硬相的产生优化连铸工艺与TMCP工艺降低偏析(1)

Ferrite

+

Pearlitebandedmicrostructure(2)

Bainitic

fine

grainmicrostructure组织控制示意图国内外现状日本供中东的酸性管线钢日本供中东的耐酸性管线钢国内外现状X65酸性管线钢的力学性能基板的横向拉伸性能EL

(%)Spec.Min.

24.0N133Min43.3Max52.8Ave48.9SD1.9YS

(MPa)Spec.Min.

450N133Min468Max562Ave490SD18.0TS

(MPa)Spec.Min.

535N133Min542Max667Ave581SD29.5YR

(%)Spec.Max.

91.0N133Min78.1Max90.1Ave84.4SD2.3国内外现状X65酸性管线钢的力学性能冲击性能vE

–20deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min284Max399Ave350SD21.5vE

–10deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min163Max290Ave232SD20.8vE

–10deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min104Max395Ave323SD23.2vE

–10deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min188Max364Ave322SD18.2Base

MetalWeld

MetalFusion

LineFL+2mm国内外现状X65酸性管线钢的力学性能Base

MetalHv10kg220Indents266Min165Max216Ave188SD9.6HAZHv10kg250Indents2128Min164Max221Ave194SD6.3Weld

MetalHv10kg250Indents266Min197Max225Ave209SD5.3硬度实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析主要技术

连铸坯中心偏析控制：研究连铸坯的低倍与高倍酸洗检验、连铸机的状态优化与控制；精炼渣系的优化（氧化物、硫化物的去除）；硫化物与氧化物的形态控制；

加热制度分析：研究加热温度、保温时间、出炉温度对析出物的影响；轧制压下率分析：研究粗轧、精轧各轧制道次的压下量和温度对偏析与组织不均匀性（带状组织）的影响；

轧后冷却分析：研究轧后冷却制度如开冷温度、终冷温度、冷却速度对组织与析出物大小的影响；轧后微观组织的形成及其不均匀性对抗HIC的影响；抗HIC性能的测试、评价与分析影响因素原材料成分（如杂质元素和残余元素的控制）炼钢和脱氧工艺（杂质元素和夹杂物的控制）连铸工艺和设备(夹杂物、偏析、裂纹、疏松和缩孔等)加热制度轧制工艺组织转变组织的均匀性技术方法工业工程的方法技术关键典型样品分析重点工艺调查关键工艺改进重要技术的采用技术诀窍钢水精炼技术诀窍钢水精炼-4.0-2.0-3.00.04.03.02.0-1.037

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62辊列号(mm)1.0改前0-2.0-3.04.03.02.01.0-1.037

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62辊列号(mm)0.0改后钢水连铸250mm板坯辊列号钢水连铸压缩比小-达不到铸坯中心-不能破碎铸态粗大的柱状晶轧制工艺对组织不均和探伤不合的影响机理分析铸坯轧制轧制工艺对组织不均的影响机理分析加强轧辊的润滑可达到减轻轧机负荷的效果可以考虑在工作辊上喷润滑剂等措施来实现从而较小的轧制力可以实现较大的压缩比轧制道次减少温度损失降低完全破碎柱状晶

增大奥氏体未再结晶区变形，轧后快冷，细化晶粒，补偿因锰含量降低而引起的强度变化铸坯轧制技术诀窍析出物控制MnS0.5μmNbTiNb0.5μm析出前钢中夹杂技术诀窍析出物控制100nm(a)100nm(b)100nm(c)100nm(d)100nm(e)(a)0s(b)30s

(c)60s

(d)200s

(e)1000s850℃，30%变形后弛豫

0-1000s试样中的析出状况技术诀窍析出物控制850℃弛豫后析出物尺寸分布(a)30s

(b)60s

(c)2