【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金领域，涉及无缝钢管用钢领域，具体涉及高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢及生产无缝钢管的方法。
技术介绍
1、液化天然气(lng)被公认是地球上最干净的化石能源，无色、无味、无毒且无腐蚀性，是主要的能源物质。在lng管道运输中，每隔一段距离需要lng站以便于输送检修、加压等操作，目前lng接收站规模较大，随着lng需求增加，接收站规模将进一步扩大。
2、随着lng输送压力的提高，对lng输送管道的强度、韧性和抗开裂能力要求提高。由于lng输送管道的服役环境多变，管道在受到外部物品磕碰时，易产生钢管微缺陷，这些微缺陷易形成裂纹源，从而引起钢管断裂破坏。因此如何提高钢管的抗裂纹尖端位移能力，提高钢管的抗开裂性能是钢管性能提升的关键。
3、传统认为提高钢管的抗尖端位移能力需对钢材的纯净度提出严格要求，但该方法增加了冶炼困难。另外是采用较多的韧化元素ni来提高材料的韧性以提高抗尖端位移能力，但该方法直接增加了成本，经济性有待考量。因此，如何获得一种易于实现的获得高抗裂纹尖端位移能力的lng无缝钢管日益迫切。
4、2012年7月18日公开的专利cn 102581553a指出x80级大口径无缝钢管的制造方法，合金精炼钢水浇铸并离心铸造制得大口径管坯，在管坯首尾端固接碳素钢圆形部件并对整个管件内外表面进行切削机加工，经加热、除磷后，在空心管坯内插入芯棒并定位，然后送入周期轧机进行往复轧制获得要求尺寸的管件。脱芯棒、切头、切尾后经加热、定径、精整，制得合格尺寸的成品管件。但
5、2019年10月8日公开的专利cn 110306120a指出一种x80级直径1422无缝钢管的弯管及其制造方法，获取电渣锭坯料，对电渣锭坯料依次进行加热、保温、锻造，得到棒状管坯；对棒状管坯进行第一正火热处理、退火热处理和机加工，得到钢管管坯；对钢管管坯依次进行冷定心、加热、穿孔、轧管、扩径、精整形、第二正火热处理，得到x 8 0钢级d1422mm无缝钢管；采用中频感应加热弯管机对无缝钢管进行全程感应加热弯制成型和回火热处理，得到x80钢级d1422mm无缝弯管。但专利采用电渣锭面临成本高的问题。并且钢管的最大壁厚36mm，且性能波动大，强度最大波动为70mpa，不能满足大直径厚壁lng接收站用无缝钢管使用要求。
6、因此，开发一种高强韧、大直径及大壁厚高裂纹尖端张开位移(ctod)的无缝钢管用钢，用于制造大直径厚壁lng接收站用无缝钢管十分必要。
技术实现思路
1、本专利技术提供的高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢，通过成分设计和成分之间的匹配，获得优秀的强韧性和高的高裂纹尖端张开位移(ctod)性能，能够用于制造大直径厚壁lng接收站用无缝钢管。
2、本专利技术还有一个目的在于提供利用高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢生产无缝钢管的方法，设计与成分匹配的生产方法和热处理工艺，生产lng接收站用壁厚40～60mm的无缝钢管，产品的1/2壁厚处的抗拉强度≥720mpa、屈服强度≥640mpa、-50℃kv2≥200j；且具有良好的截面均匀性截面硬度差≤20hbw；同时具备良好的裂纹尖端张开位移(ctod)性能。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢，包括以下质量百分比成分：
5、c 0.05％～0.10％、si 0.20％～0.40％、mn 1.40％～1.70％、cr 0.60％～0.90％、mo 0.50％～0.70％、ni 0.20％～0.50％、cu 0.010％～0.030％、v 0.20％～0.35％、p≤0.012％、s≤0.008％、n 0.0030％～0.0070％、t.o≤0.0020％，其余为fe和其它不可避免的杂质。
6、所述高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
7、125.0≤a≤150.0，a＝467×(％c+％n)+35×％mn+30×(％cr+％ni)+10×％mo+3×％v+15×％si+28×％cu；
8、所述高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
9、y≥1.0％，y＝10×％ni+6×％v+5×％mo+15×％n-20×％c-3×％mn+8×％cu-2
10、×％si。
11、本专利技术提供的利用高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢生产无缝钢管的方法，包括无缝钢管用钢热成型和热处理。
12、所述无缝钢管用钢的热成型中，控制管坯加热温度1050℃～1150℃、穿管变形量15％～30％、穿管速率0.30～0.50s-1、扩管单次变形量10％～20％、扩管速率0.15～0.25s-1；
13、所生产的无缝钢管的壁厚≥40mm；优选的，壁厚40mm～60mm；
14、所述热处理包括淬火和回火；
15、所述淬火：入炉温度≤400℃，加热温度t淬火加热820～980℃；保温时间t淬火保温由钢管壁厚s和加热温度t淬火加热决定，180+(s/2)-(t淬火加热/9)≤t淬火保温≤200+(s/2)-(t淬火加热/9)，水冷；其中钢管壁厚s的单位为mm，加热温度t淬火加热的单位为℃，保温时间t淬火保温的单位为min，以上公式计算时，将上述单位前的数据直接带入公式计算即可；
16、所述回火：回火温度t回火加热600～720℃，保温时间t回火保温由钢管壁厚s和回火温度t回火加热决定，460+(s/2)-(t回火加热/3)≤t回火保温≤500+(s/2)-(t回火加热/3)，水冷，其中钢管壁厚s的单位为mm，加热温度t回火加热的单位为℃，保温时间t回火保温的单位为min，以上公式计算时，将上述单位前的数据直接带入公式计算即可。
17、通过以上生产工艺流程，利用以上成分的高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢经过以上生产方法、热处理方法，生产获得高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管。
18、所生产的无缝钢管的内壁、1/2壁厚处和外壁均为100％回火索氏体；晶粒尺寸在20-27μm，且内壁、1/2壁厚处和外壁的组织晶粒尺寸差距≤0.5μm；
19、所生产的无缝钢管，钢管1/2壁厚处抗拉强度≥720mpa、屈服强度≥640mpa、-50℃kv2≥200j，a≥22％，z≥50％；且具有良好的截面均匀性，截面硬度差≤20hbw，优选的≤15hbw；按照gb/t 21143开展ctod检验，满足-20℃时ctod(δ)≥1.10mm，-40℃时ctod(δ)≥0.65mm，满足lng接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
3.根据权利要求1所述的高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
4.一种权利要求1-3任一项所述的高强韧高裂纹尖端张开位移LNG接收站用厚壁无缝钢管用钢生产无缝钢管的方法，其特征在于，所述生产方法包括无缝钢管用钢热成型和热处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无缝钢管用钢的热成型，控制管坯加热温度1050℃～1150℃、穿管变形量15％～30％、穿管速率0.30～0.50s-1、扩管单次变形量10％～20％、扩管速率0.15～0.25s-1。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在
7.根据权利要求6所述的的方法，其特征在于，所述回火：回火温度T回火加热600～720℃，保温时间t回火保温由钢管壁厚S和回火温度T回火加热决定，
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，所生产的无缝钢管的内壁、1/2壁厚处和外壁均为100％回火索氏体；晶粒尺寸在20-27μm，且内壁、1/2壁厚处和外壁的组织晶粒尺寸差距≤0.5μm。
9.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，所生产的无缝钢管，钢管1/2壁厚处抗拉强度≥720MPa、屈服强度≥640MPa、-50℃KV2≥200J，A≥22％，Z≥50％；截面硬度差≤20HBW；照GB/T 21143开展CTOD检验，满足-20℃时CTOD(δ)≥1.10mm，-40℃时CTOD(δ)≥0.65mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
3.根据权利要求1所述的高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢，其特征在于，所述高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢的成分还满足：
4.一种权利要求1-3任一项所述的高强韧高裂纹尖端张开位移lng接收站用厚壁无缝钢管用钢生产无缝钢管的方法，其特征在于，所述生产方法包括无缝钢管用钢热成型和热处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无缝钢管用钢的热成型，控制管坯加热温度1050℃～1150℃、穿管变形量15％～30％、穿管速率0.30～0.50s-1、扩管单次变形量10％～20％、扩管速率0.15～0.25s-1。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述热处理包括淬火和回火；所述淬...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志强，汪开忠，胡芳忠，陈恩鑫，庄振，金国忠，吴林，杨少朋，陈世杰，王自敏，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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