【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中厚板/厚板制造领域，尤其涉及一种x65级管束外承载管用钢及其生产方法。
技术介绍
1、随着环保意识的提高，对干净能源需求的呼声不断高涨，石油、天然气作为最干净的能源之一，其开发利用也越来越受到世界各国的重视。由于陆地资源的有限，海底油气资源的开采量逐年递增，在中国近海开发的油田中，原油多具高粘、高凝、高含蜡的特性，故多采用热油管道输送工艺。而管束能提供经济优质的保温性能，适应输送工艺需要。目前中国近海开发的油田多处浅海(水深小于200米)水域，油田距岸相对较近，油田内部平台之间或平台与单点系泊之间，往往都需要有多根油、气、水海底管线和电缆，采用管束作法很有优势，可以一次完成多根管的设计及海上安装。管束系统是指两根或两根以上的管线汇集在一起，如同一根管道一样来预制和安装。在这一背景下，一种大口径管束外承载管用钢具有很高的研究价值。管束系统在世界上的应用，已超过20年，应用最多的是在北海和墨西哥湾。1980年在北海设计安装了第一个管束系统，海上安装采用控制深度拖管法(cdtm)，承载管外径12.75英寸，总长度仅800米。随后在北海和墨西哥湾以及世界各地设计和安装了许多不同尺度的管束系统，其复杂度、总长度和内置管线数量以及水深都迅速增长，到目前已超过80个。随着管束应用的发展，管束向着大壁厚、大口径方向发展，目前设计安装的最大尺度管束，外套管外径达到50英寸，壁厚已达35mm。我国尚未开展大口径管束外承载管用钢的研发工作，现在我国浅海海底油田都在用油套管用钢来代替管束外承载管用钢。但油套管通常比较薄，常采用热轧带钢生
2、我国未来将新建多座深海油气田，大口径管束外承载管用钢的需求量预计高达30万吨。随着海水深度的增加，管束外承载管壁厚要不断增加，除成本外，还会带来许多其它问题，为了减少壁厚的增加，就要求提高强度来解决，我国x65级管束外承载管用钢在强塑韧性指标匹配上存在不足，受热后强度下降。
3、国外开发出管束外承载管用钢，x65级管束外承载管用钢大壁厚大口径管束外承载管用钢，采用中厚板工艺生产，直缝埋弧焊工艺制管，要求低温冲击韧性优异，且无高温强度下降现象，与套管用钢有明显的区别。
4、目前，国内外对管束外承载管用钢有一些研究，经检索发现了部分专利和文献，但其所记载的内容与本专利技术技术方案所述成分、生产方法、高温热稳定性、低温韧性等方面存在明显不足，特别是受热后强度明显下降。
5、相关专利1：cn201911408022.0《一种2250mm产线制备h40石油套管用钢及其制备方法》仅提供了口径小于711mm，厚度规格覆盖到3-19mm之间的油气管道工程中套管用热轧卷板及其制备方法，没有高温性能指标，不符合中厚板制造工艺。
6、相关专利2：cn202010765824.3《一种大厚壁高韧性电阻焊套管用钢及其制造方法》提供了钢壁厚＞13mm，大厚壁高韧性电阻焊套管用钢的制造方法，电阻焊用材也是热轧卷板，口径小于711mm，厚度小于23mm，没有高温性能指标，不符合中厚板制造工艺。
7、相关专利3：cn201710990236.8《一种cr微合金化石油套管用钢及其制造方法》提供了一种高强度石油套管用钢及其制备方法，通过加入一定的cr含量如0.40 0.50％，来满足对钢管强度的要求，并在一定程度上增加钢的耐腐蚀性，所用材料为热轧卷板，没有高温性能指标，不符合中厚板制造工艺。
8、相关专利4：cn201811577443.1《针状铁素体型耐低温n80级石油套管用钢及其制备方法》公开了一种针状铁素体型耐低温n80级石油套管用钢及制备方法，具有良好的耐低温冲击和抗hic腐蚀性能。仍为热轧卷板，没有高温性能指标，不符合中厚板制造工艺。
9、综上所述，现有技术对23mm以上的壁厚用于埋弧焊工艺生产的x65级大口径管束外承载管的中厚板，在耐低温高韧塑性、屈服强度在受热区稳定的性能开发尚存在不足，无法满足海底油气田对材料性能的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种满足海底油气田的材料需求，合金成本低，工艺简单易行，易实现工业化批量生产的x65级管束外承载管用钢及其制备方法。
2、本专利技术针对海底油气田在油气采输过程中，对x65级管束承载管用钢厚度规格偏薄，强韧塑性能匹配较差、屈服强度在受热区下降等多种关键特性要求存在的不足，从材料成分设计、钢包冶金技术和微观组织状态控制等全方位的角度，提供了x65x级管束外承载管用钢及其生产制备方法，解决了上述难题，满足海底油气田的材料需求。该产品适用于一种厚壁埋弧焊管，钢板为中厚板，其组织为块状铁素体+针状铁素体混合组织。
3、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
4、一种x65级管束外承载管用钢，其特征在于，钢中化学成分按重量百分计为：c0.14％～0.16％、si 0.20％～0.30％、mn 1.65％～1.75％、p≤0.012％、s≤0.004％、v0.04％～0.06％、ti 0.01％～0.02％、sb 0.08％～0.10％、re 0.04％～0.06％、al0.015％～0.045％、n 0.0010％～0.0030％、h≤0.00015％、o≤0.0020％、ca 0.004％～0.009％，其中re/v≥1、ca/s≥1.8，其余为fe以及不可避免的杂质。
5、以下详细阐述本专利技术的一种x65级管束外承载管用钢中各合金成分作用机理：
6、c：是保证钢强度的必要元素，含量在0.14％以上，可以使钢具备良好的室温及高温强度。但当含量超过一定量时焊接性能恶化。因此上限为0.16％。从经济性和产品性能角度考虑，优选c含量控制在：0.14％～0.16％。
7、si：是炼钢过程中主要的脱氧成分，为了得到充分的脱氧效果必须含0.10％以上。但若超过上限则会降低母材及焊接部位的韧性，以固溶形式存在的si提高强度的同时也能提高韧脆转变温度，因此si含量为0.20～0.30％。
8、mn：是保证钢的强度和韧性的必要元素，mn与s结合形成mns，避免晶界处形成fes而导致的热裂纹，同时mn也是良好的脱氧剂。锰作为低成本的强韧化元素，其含量过低，无法保证材料的强度，但当mn含量过高时，会加重铸坯偏析并恶化粗晶热影响区(cghaz)的低温韧性，因此mn含量应该控制在1.65％～1.75％。
9、p：是钢中不可避免的杂质元素，会恶化钢的韧性和焊接性能。研究表明，当p含量高于0.015％时，其在上甲板酸性气相介质条件下的腐蚀性显著下降，因此上限为0.015％，优选上限为0.012％以下。
10、s：含量如果超过0.01％，会在钢中形成大量的mns夹杂，而mns夹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种X65级管束外承载管用钢，其特征在于，钢中化学成分按重量百分计为：C0.14％～0.16％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.65％～1.75％、P≤0.012％、S≤0.004％、V 0.04％～0.06％、Ti 0.01％～0.02％、Sb 0.08％～0.10％、RE 0.04％～0.06％、Al 0.015％～0.045％、N 0.0010％～0.0030％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ca 0.004％～0.009％，其中RE/V≥1、Ca/S≥1.8，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种X65级管束外承载管用钢，其特征在于，管束外承载管用钢钢板厚度为23～35mm。
3.根据权利要求1所述的一种X65级管束外承载管用钢，其特征在于，钢板组织为铁素体+针状铁素体。
4.根据权利要求1所述的一种X65级管束外承载管用钢，其特征在于，管束外承载管用钢屈服强度为455～480MPa，抗拉强度为525～565MPa，延伸率为25％～30％；-20℃冲击吸收功为200～280J；650℃高温下
5.一种如权利要求1-4其中任意一项所述的X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，冶炼采用深脱硫铁水，硫含量≤0.002％，转炉终渣碱度控制在R＝3.1～4.3，放钢时间不小于5min。
7.根据权利要求6所述的一种X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，从转炉搬出的钢水进行二次精炼，LF精炼过程中采用铝粒、碳化硅、碳化钙调渣，终渣碱度控制在2.3以上。
8.根据权利要求7所述的一种X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，LF结束后进行Ca处理，按每吨钢1.2～2.0米喂线。
9.根据权利要求5所述的一种X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，连铸过热度≤20℃，连铸坯拉速1.0～1.6m/min。
10.根据权利要求5或9所述的一种X65级管束外承载管用钢的生产方法，其特征在于，连铸板坯厚度为200～360mm。
...【技术特征摘要】
1.一种x65级管束外承载管用钢，其特征在于，钢中化学成分按重量百分计为：c0.14％～0.16％、si 0.20％～0.30％、mn 1.65％～1.75％、p≤0.012％、s≤0.004％、v 0.04％～0.06％、ti 0.01％～0.02％、sb 0.08％～0.10％、re 0.04％～0.06％、al 0.015％～0.045％、n 0.0010％～0.0030％、h≤0.00015％、o≤0.0020％、ca 0.004％～0.009％，其中re/v≥1、ca/s≥1.8，其余为fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种x65级管束外承载管用钢，其特征在于，管束外承载管用钢钢板厚度为23～35mm。
3.根据权利要求1所述的一种x65级管束外承载管用钢，其特征在于，钢板组织为铁素体+针状铁素体。
4.根据权利要求1所述的一种x65级管束外承载管用钢，其特征在于，管束外承载管用钢屈服强度为455～480mpa，抗拉强度为525～565mpa，延伸率为25％～30％；-20℃冲击吸收功为200～280j；650℃高温下屈服强度...
【专利技术属性】
技术研发人员：任毅，王爽，张帅，高红，王复越，付成哲，张哲睿，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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