一種浮式LNG管線用X80Q熱軋厚板及其生產方法技術

本發明專利技術提供浮式LNG管線用X80Q熱軋厚板，鋼板厚度≥31mm，成分按重量百分比計：C：0.040％～0.075％、Si：0.16％～0.29％、Mn：1.50％～1.75％、P≤0.015％、S≤0.002％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.021％～0.039％、V：0.07％～0.09％、Als：0.021％～0.039％，N：0.003％～0.006％、Ti/N：3.42～6.95、Mo：0～0.14％、Ni：0.10％～0.19％、Cu：0.10％～0.19％、Cr＜0.15％、(Mo+Ni+Cu)：0.25％～0.40％，余量鐵和不可避免雜質；方法：精煉控制(O+N+H)≤80PPm；粗軋溫度1010～1120℃，每道次變形量≥12％，累計變形量≥54％，精軋溫度770～860℃，累計變形量61％～73％；軋后冷卻和熱處理采用在線淬火+回火或ACC+調質。工藝靈活，便于實施，鋼板殘余應力小，組織帶狀和成分偏析低，服役條件下微觀組織結構和性能穩定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于低碳低合金鋼領域，尤其涉及一種海洋天然氣開采、輸運浮式LNG項目管線用厚度≥25.4mm的X80Q熱軋厚板及其生產方法。
技術介紹
隨著世界對石油和天然氣需求量日益增加及陸上油氣資源的逐漸枯竭，新興油氣資源的開采目標逐漸向海洋轉移，近年來，各國對海底資源的勘探和開采愈加重視，相應的海底油氣開采、輸運項目和設施的建設大幅增加，對相應管線用鋼板、鋼管的需求日益增大。LNG(LiquefiedNaturalGas)指液化天然氣，浮式LNG項目是海洋天然氣工程中一種新型的海上氣田開發項目，集海上天然氣的凈化、液化、儲存、再氣化、裝卸和外輸為一體，具有建設周期短、便于遷移和可重復使用及對環境影響小等優點，是未來海上油氣項目建設的一個重要領域。浮式LNG項目所用管線鋼一般為調質態產品，厚度相對較大，除了要求鋼板保證相應的強度外還需具有良好的低溫韌性、耐腐蝕性、焊接性等，兼具組織性能穩定、內應力低等特點。浮式LNG項目管線用厚度≥25.4mm的X80Q鋼板要求屈服強度560-665MPa，抗拉強度625-825MPa，屈強比≤0.92，-30℃下平均沖擊功≥180J，-20℃下DWTT平均韌性剪切面積≥85％。一般來說，管線鋼的厚度越大其晶粒細化和微觀組織均勻性控制越困難，造成DWTT性能顯著惡化，因此，大壁厚(厚度超過30mm)管線鋼的DWTT性能控制一直是管線鋼生產應用的重大難題，嚴重影響了相應油氣管道輸送項目的建設。同時，浮式LNG項目管線一般為調質態產品，而在油氣管道中通常熱煨彎管和管件為調質態產品，但不保證DWTT性能；并且，各國浮式LNG項目的建設正處于起步階段，對浮式LNG管線用鋼的研究不足，大壁厚高強度浮式LNG管線用X80Q的相應技術更為稀少。《一種低屈強比X80管線鋼及其制造方法》(CN101768703A)，公開了一種X80管線鋼，其化學成分重量百分比為C：0.02％～0.06％、Si：0.22％～0.29％、Mn：1.60％～1.90％、P≤0.012％、S≤0.002％、Cu：0.15％～0.25％、Ni：0.20％～0.30％、Nb：0.07％～0.11％、V：0.03％～0.057％、Ti：0.012％～0.022％、Cr：0.08％～0.26％、Mo：0.22％～0.32％、Al≤0.045％、N≤0.0043％、Ca≤0.0018％；其不足之處在于，其成分上Nb、Mo、Ni等合金元素含量較多，制造方法上其軋后冷卻采用超快冷+弛豫+加速冷卻的方案，且超快冷冷速不低于80℃/s，其所述鋼板厚度不超過16mm，工藝操作復雜，對厚規格鋼板極難實現。《一種調質型管線鋼板及其生產方法》(CN103266287A)，公開的管線鋼的化學成分重量百分比為C：0.08％～0.12％、Si：0.20％～0.40％、Mn：1.10％～1.60％、P≤0.008％、S≤0.002％、Ti：0.010％～0.030％、Al：0.020％～0.055％、Ni：0.20％～0.50％、Mo：0.20％～0.50％、V：0.03％～0.06％、Nb：0.02％～0.05％、Cr：0.20％～0.50％，其不足之處在于，所公開的管線鋼同樣貴重合金含量較多，未公開鋼板DWTT性能，且未涉及熱處理工藝。《一種高強度焊管及其生產方法》(US2009297872A1)，公開了一種X80級高強度焊管，從其公開內容可以看出，其成分為(重量百分比)C：0.02～0.10％、Si≤0.6％、Mn：1.5％～2.5％、Ni：0.10％～0.70％、Nb：0.01％～0.10％、Ti：0.005％～0.030％、Al≤0.1％、N：0.001％～0.006％、B≤0.0025％、Cu≤0.60％、Cr≤0.80％、Mo≤0.35％、V≤0.05％、Ca≤0.006％、Mg≤0.006％，其余為Fe或雜質元素。產品厚度20mm，其不足之處在于，合金元素含量較多，采用控軋控冷或控軋控冷+回火方式生產。該專利技術同樣存在產品厚度小，生產成本高等問題。《一種管線用低溫落錘性能優異的高強度熱軋鋼帶的生產方法》(KR20060028967(A))，公開了了一種熱軋管線鋼，雖然-20℃下具有良好的DWTT性能，但其鋼板厚度小于15mm，無法滿足浮式LNG厚壁X80Q的要求，且成分中含有Ni：0.20％～0.30％、Mo：0.20％～0.30％等較多的貴重元素。此外，文獻《超快冷對X80管線鋼屈強比的影響》主要分析冷卻工藝對X80管線鋼性能、組織影響且其工藝與本專利技術差異明顯；文獻《熱處理對X80管線鋼組織性能影響的研究》、《不同調質熱處理X80鋼厚板的組織與性能》所涉及的鋼板主要用于制作彎管和管件，側重介紹熱處理工藝與組織、性能的關系，且在成分及工藝方面與本專利技術有明顯差異。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述問題和不足而提供一種海洋天然氣浮式LNG項目管線用韌性良好的X80Q熱軋厚板及其生產方法，所生產熱軋厚板的殘余應力小，組織帶狀和成分偏析低，服役條件下微觀組織結構和性能穩定，安全性、耐用性更為優異，工藝靈活，便于實施。本專利技術目的是這樣實現的：一種浮式LNG管線用X80Q熱軋厚板，其特征在于，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.040％～0.075％、Si：0.21％～0.35％、Mn：1.65％～1.85％、P≤0.015％、S≤0.002％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.021％～0.039％、V：0.07％～0.10％、Als：0.021％～0.039％、N：0.003％～0.006％、Ti/N：3.42～7.45、Mo：0～0.14％、Ni：0.10％～0.19％、Cu：0.16％～0.24％、Cr＜0.30％、(Mo+Ni+Cu)：0.30％～0.45％，余量為鐵和不可避免的雜質；所述浮式LNG管線用X80Q熱軋厚板的CEIIW控制在0.40％～0.44％、CEPcm控制在0.17％～0.20％，其中CEIIW＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5，CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。本專利技術成分設計理由：C是最為廉價有效的強化元素，可以提高淬透性，起到固溶強化和沉淀強化作用，因此，碳含量不宜過低；但是，碳含量的增加對材料韌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種浮式LNG管線用X70Q熱軋厚板，其特征在于，鋼板厚度≥31mm，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.040％～0.075％、Si：0.16％～0.29％、Mn：1.50％～1.75％、P≤0.015％、S≤0.002％、Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.021％～0.039％、V：0.07％～0.09％、Als：0.021％～0.039％，N：0.003％～0.006％、Ti/N：3.42～6.95、Mo：0～0.14％、Ni：0.10％～0.19％、Cu：0.10％～0.19％、Cr＜0.15％、(Mo+Ni+Cu)：0.25％～0.40％，余量為鐵和不可避免的雜質；所述浮式LNG管線用X70Q熱軋厚板的CEIIW控制在0.37％～0.41％、CEPcm控制在0.16％～0.19％，其中CEIIW＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5，CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。

【技術特征摘要】
1.一種浮式LNG管線用X70Q熱軋厚板，其特征在于，鋼板厚度≥
31mm，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.040％～0.075％、
Si：0.16％～0.29％、Mn：1.50％～1.75％、P≤0.015％、S≤0.002％、
Nb：0.03％～0.05％、Ti：0.021％～0.039％、V：0.07％～0.09％、
Als：0.021％～0.039％，N：0.003％～0.006％、Ti/N：3.42～6.95、
Mo：0～0.14％、Ni：0.10％～0.19％、Cu：0.10％～0.19％、Cr＜0.15％、
(Mo+Ni+Cu)：0.25％～0.40％，余量為鐵和不可避免的雜質；所述
浮式LNG管線用X70Q熱軋厚板的CEIIW控制在0.37％～0.41％、
CEPcm控制在0.16％～0.19％，其中
CEIIW＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5，
CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
2.一種權利要求1所述浮式LNG管線用X70Q熱軋厚板的生產方法，
包括冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制、冷卻及熱處理，其特征在于：
精煉過程必須進行真空脫氣、Ca和微Ti處理，控制(O+...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張帥，任毅，王爽，劉文月，高紅，
申請(專利權)人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21