一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度抗腐蚀管线管，按重量百分比计，包括：Cr 15％‑18％；Ni 1.5％‑6％；Mo 1.5％‑3.5％；Si 0.05％‑0.8％；Mn 0.05％‑0.6％；Al 0.001％‑0.1％；N 0.01％‑0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％‑0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术还提供了管线管的制备方法，包括：将钢水制成管坯；管坯在退火、加热之后被制成荒管；荒管经过淬火‑回火热处理制成管线管。本发明专利技术的管线管强度高、抗腐蚀能力强，可用于油气田高含CO

【技术实现步骤摘要】
一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法
本专利技术属于石油、天然气输送管道
，具体涉及一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法。
技术介绍
随着我国石油天然气开发力度的加大，高含CO2、少量H2S、Cl-等共存的强腐蚀性油气资源的开采数量不断增多，其集输系统都面临严重的CO2-H2S-Cl-腐蚀问题，腐蚀造成的危害和影响越来越突出。如雅克拉气田集输管线CO2含量介于1.27％～3.55％，个别达6.63％，含少量H2S，总矿化度介于100000mg/l～120000mg/l，地层水Cl-含量介于66000mg/l～74000mg/l，具有腐蚀环境恶劣、腐蚀机理复杂等特点。而金属材质是雅克拉气田主要用材，在该腐蚀环境体系下腐蚀问题突出。针对CO2-H2S-Cl-共存的腐蚀环境，常规的做法是选择高合金的产品来满足抗腐蚀的要求，如奥氏体-铁素体双相不锈钢、镍基合金等，这种高合金成本高,在目前低油价的条件下，经济性较差。所以研发经济型的高强度抗腐蚀管材的材料，可以大幅度降低耐腐蚀管材成本，节约贵重金属的用量，符合国家所提倡的节约型社会政策，因此，高强度抗腐蚀开发对油气资源的输送具有重要意义。目前，高强度抗腐蚀管线管的相关专利较少，专利CN200480031927.6提出一种耐腐蚀性优良的高强度管线管不锈钢。其成分特征为，含有C：0.001％以上、0.015％以下，Si：0.01％以上、0.5％以下，Mn：0.1％以上、1.8％以下，Cr：15.5％以上、18％以下，Ni：0.5％以上、5.5％以下，Mo：0.5％以上、3.5％以下，V：0.02％以上、0.2％以下，N：0.001％以上、0.015％以下，通过实施淬火+回火处理，可以得到具有以回火马氏体相作为基相，具有YS超过413MPa的强度，并且，即使在含有CO2、Cl-等200℃高温的严酷腐蚀环境下，也能表现出优良的耐CO2腐蚀性。该专利通过低碳、添加大量合金元素的方法提高耐腐蚀性能，但由于Ni、Mo等合金含量高，成本比碳钢管高。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于针对现有技术中存在的缺陷，提供一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法。第一方面，本专利技术提供了一种高强度抗腐蚀管线管，按重量百分比计，包括：Cr15％-18％；Ni1.5％-6％；Mo1.5％-3.5％；Si0.05％-0.8％；Mn0.05％-0.6％；Al0.001％-0.1％；N0.01％-0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质。前述的高强度抗腐蚀管线管，按重量百分比计，包括：Cr15％-18％；Ni2％-5％；Mo2％-3％；Si0.05％-0.5％；Mn0.05％-0.5％；Al0.001％-0.05％；N0.015％-0.04％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.08％；C≤0.03％；S≤0.002％；P≤0.025％；O≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。前述的高强度抗腐蚀管线管，按重量百分比计，还包括0-3％(优选0.5-2％)的Cu和/或0-2％(0.3-1％)W。前述的高强度抗腐蚀管线管，所述管线管具有回火马氏体-铁素体双相组织，其中，铁素体相的体积百分含量是10％-25％，优选是11-18％。第二方面，本专利技术提供了前述的高强度抗腐蚀管线管的制造方法，包括：(1)将钢水制成管坯，其中，按重量百分比计，钢水包括：Cr15％-18％；Ni1.5％-6％；Mo1.5％-3.5％；Si0.05％-0.8％；Mn0.05％-0.6％；Al0.001％-0.1％；N0.01％-0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质；(2)管坯在退火、加热之后被制成荒管；(3)荒管经过淬火-回火热处理制成管线管。前述的制造方法，步骤(2)中，管坯在600-750℃进行退火，之后被加热至1100-1250℃并保持1-2小时，随后制成荒管。前述的制造方法，步骤(3)中，将荒管加热至900-1020℃，保持1-3小时之后淬火，随后在500-650℃进行回火，回火保温时间优选不超过2小时。前述的制造方法，步骤(3)中，采用水冷的方式进行淬火。前述的制造方法，步骤(1)中，按重量百分比计，所述钢水包括：Cr15％-18％；Ni2％-5％；Mo2％-3％；Si0.05％-0.5％；Mn0.05％-0.5％；Al0.001％-0.05％；N0.015％-0.04％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.08％；C≤0.03％；S≤0.002％；P≤0.025％；O≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。前述的制造方法，步骤(1)中，按重量百分比计，所述钢水还包括0-3％(优选0.5-2％)的Cu和/或0-2％(0.3-1％)W。相较于现有技术，本专利技术提供的高强度抗腐蚀管线管及其制造方法至少具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的高强度抗腐蚀管线管具有回火马氏体-铁素体为主要组成相的双相组织，具备优良的抗CO2-H2S-Cl-腐蚀性能。(2)本专利技术提供的高强度抗腐蚀管线管的制造方法不需经过冷加工工序，只需要通过简单的淬火-回火热处理就可使管线管的强度达到等同于X80钢材。附图说明图1是2205钢实验挂片宏观形貌，a是气相中的形貌，b是液相中的形貌。图2是研发管线管实验挂片宏观形貌，a是气相中的形貌，b是液相中的形貌。具体实施方式下面借由具体实施方法对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是，应当理解的是，本专利技术的技术方案并不仅限于此。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种高强度抗腐蚀管线管，按重量百分比计，包括：Cr15％-18％；Ni1.5％-6％；Mo1.5％-3.5％；Si0.05％-0.8％；Mn0.05％-0.6％；Al0.001％-0.1％；N0.01％-0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质。优选地，本专利技术的高强度抗腐蚀管线管包括：Cr15％-18％；Ni2％-5％；Mo2％-3％；Si0.05％-0.5％；Mn0.05％-0.5％；Al0.001％-0.05％；N0.015％-0.04％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.08％；C≤0.03％；S≤0.002％；P≤0.025％；O≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。优选地，本专利技术的高强度抗腐蚀管线管还包括0-3％(优选0.5-2％)的Cu和/或0-2％(0.3-1％)W。上述管线管组成的设计机理如下：Cr是钢铁中提高耐蚀性能的重要元素，Cr的添加使得材质的表面即使在空气中也能迅速形成耐腐蚀的钝化膜，提高管线管在耐高温环境下的CO2腐蚀性能。为了获得优良的耐CO2腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度抗腐蚀管线管，其特征在于，按重量百分比计，包括：Cr 15％‑18％；Ni 1.5％‑6％；Mo 1.5％‑3.5％；Si 0.05％‑0.8％；Mn 0.05％‑0.6％；Al 0.001％‑0.1％；N 0.01％‑0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％‑0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度抗腐蚀管线管，其特征在于，按重量百分比计，包括：Cr15％-18％；Ni1.5％-6％；Mo1.5％-3.5％；Si0.05％-0.8％；Mn0.05％-0.6％；Al0.001％-0.1％；N0.01％-0.05％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.1％；C≤0.05％；S≤0.003％；P≤0.04％；O≤0.01％；余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高强度抗腐蚀管线管，其特征在于，按重量百分比计，包括：Cr15％-18％；Ni2％-5％；Mo2％-3％；Si0.05％-0.5％；Mn0.05％-0.5％；Al0.001％-0.05％；N0.015％-0.04％；Nb、V、Ti中的至少一种，分量范围是0.005％-0.04％，并且总量范围≤0.08％；C≤0.03％；S≤0.002％；P≤0.025％；O≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的高强度抗腐蚀管线管，其特征在于，按重量百分比计，还包括0-3％(优选0.5-2％)的Cu和/或0-2％(0.3-1％)W。4.根据权利要求1-3任一项所述的高强度抗腐蚀管线管，其特征在于，所述管线管具有回火马氏体-铁素体双相组织，其中，铁素体相的体积百分含量是10％-25％，优选是11-18％。5.权利要求1-4任一项所述的高强度抗腐蚀管线管的制造方法，其特征在于，包括：(1)将钢水制成管坯，其中，按重量百分比计，钢水包括：Cr15％-18％；Ni1.5％-6％；Mo1.5％-3.5％；Si0.05％-0.8％；M...

【专利技术属性】
技术研发人员：高秋英，郭玉洁，羊东明，张志宏，葛鹏莉，朱原原，肖雯雯，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11