酸性環(huán)境下服役的管線鋼的研究與開發(fā)課件

1、酸性環(huán)境下服役的管線鋼的研究與開發(fā) 2021/8/171酸性環(huán)境下服役的管線鋼的研究與開發(fā) 2021/8/171中國油氣與化工管線需求巨大2021/8/172中國油氣與化工管線需求巨大2021/8/172國內(nèi)外現(xiàn)狀鑄坯的中心偏析區(qū)域?yàn)榭笻IC的主要問題，其敏感性隨著鋼的強(qiáng)度的增加而增加。在酸性條件下，H+進(jìn)入鋼板內(nèi)部，從而導(dǎo)致HIC H2SCenter segregated portion（MnS, Al2O3, coarse precipitates）SteelFe2+H+H+Fe2+HHHHH2H2HHH- HIC -耐酸性管線鋼的設(shè)計(jì)2021/8/173國內(nèi)外現(xiàn)狀鑄坯的中心偏析區(qū)域?yàn)榭笻

2、IC的主要問題，H2SC國內(nèi)外現(xiàn)狀降低HIC起裂的控制要點(diǎn)原因措施目的串狀 MnS低S去除MnS合適的Ca處理 硫化物與氧化物的形態(tài)控制大型氧化物與氧硫化物低O去除氧化物夾雜直弧形連鑄機(jī)改善純凈度粗大的析出物Nb(C, N) 和 TiN優(yōu)化的板坯加熱溫度合適的微合金化 降低粗大析出物2021/8/174國內(nèi)外現(xiàn)狀降低HIC起裂的控制要點(diǎn)原因措施目的串狀 MnS國內(nèi)外現(xiàn)狀抑制HIC擴(kuò)展的控制要點(diǎn)原因措施目的由于中心偏析所產(chǎn)生的硬相 低 Mn, P，C降低硬相的產(chǎn)生優(yōu)化連鑄工藝與TMCP工藝降低偏析(1) Ferrite + Pearlite banded microstructure(2) Ba

3、initic fine grain microstructure組織控制示意圖2021/8/175國內(nèi)外現(xiàn)狀抑制HIC擴(kuò)展的控制要點(diǎn)原因措施目的由于中心偏析國內(nèi)外現(xiàn)狀日本供中東的酸性管線鋼日本供中東的耐酸性管線鋼2021/8/176國內(nèi)外現(xiàn)狀日本供中東的酸性管線鋼日本供中東的耐酸性管線鋼2國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能基板的橫向拉伸性能EL (%)Spec.Min. 24.0N133Min43.3Max52.8Ave48.9SD1.9YS (MPa)Spec.Min. 450N133Min468Max562Ave490SD18.0TS (MPa)Spec.Min. 535N133Min

4、542Max667Ave581SD29.5YR (%)Spec.Max. 91.0N133Min78.1Max90.1Ave84.4SD2.32021/8/177國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能基板的橫向拉伸性能E國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能沖擊性能vE 20deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min284Max399Ave350SD21.5vE 10deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min163Max290Ave232SD20.8vE 10deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min104Max395Ave323SD23.2vE 10

5、deg.CSpec.Ind.38Ave45N399Min188Max364Ave322SD18.2Base MetalWeld MetalFusion LineFL+2mm 2021/8/178國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能沖擊性能vE 20國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能Base MetalHv10kg220Indents266Min165Max216Ave188SD9.6HAZHv10kg250Indents2128Min164Max221Ave194SD6.3Weld MetalHv10kg250Indents266Min197Max225Ave209SD5.3硬度2021

6、/8/179國內(nèi)外現(xiàn)狀X65 酸性管線鋼的力學(xué)性能Base Metal實(shí)例分析2021/8/1710實(shí)例分析2021/8/1710實(shí)例分析2021/8/1711實(shí)例分析2021/8/1711實(shí)例分析2021/8/1712實(shí)例分析2021/8/1712實(shí)例分析2021/8/1713實(shí)例分析2021/8/1713實(shí)例分析2021/8/1714實(shí)例分析2021/8/1714實(shí)例分析2021/8/1715實(shí)例分析2021/8/1715實(shí)例分析2021/8/1716實(shí)例分析2021/8/1716主要技術(shù) 1. 連鑄坯中心偏析控制：研究連鑄坯的低倍與高倍酸洗檢驗(yàn)、 連鑄機(jī)的狀態(tài)優(yōu)化與控制；2. 精煉渣系的

7、優(yōu)化（氧化物、硫化物的去除）； 3. 硫化物與氧化物的形態(tài)控制；4. 加熱制度分析：研究加熱溫度、保溫時(shí)間、 出爐溫度對(duì)析出物的影響；5. 軋制壓下率分析：研究粗軋、精軋各軋制道次的壓下量 和溫度對(duì)偏析與組織不均勻性（帶狀組織）的影響；6. 軋后冷卻分析：研究軋后冷卻制度如開冷溫度、 終冷溫度、冷卻速度對(duì)組織與析出物大小的影響；軋后微觀組織的形成及其不均勻性對(duì)抗HIC的影響；抗HIC性能的測(cè)試、評(píng)價(jià)與分析 2021/8/1717主要技術(shù) 1. 連鑄坯中心偏析控制：研究連鑄坯的低倍與影響因素 原材料成分（如雜質(zhì)元素和殘余元素的控制） 煉鋼和脫氧工藝（雜質(zhì)元素和夾雜物的控制） 連鑄工藝和設(shè)備(夾雜

8、物、偏析、裂紋、疏松和縮孔等) 加熱制度 軋制工藝 組織轉(zhuǎn)變 組織的均勻性2021/8/1718影響因素 原材料成分（如雜質(zhì)元素和殘余元素的控制）202技術(shù)方法 工業(yè)工程的方法2021/8/1719技術(shù)方法 工業(yè)工程的方法2021/8/17技術(shù)關(guān)鍵 典型樣品分析 重點(diǎn)工藝調(diào)查 關(guān)鍵工藝改進(jìn) 重要技術(shù)的采用2021/8/1720技術(shù)關(guān)鍵 典型樣品分析2021/8/1720技術(shù)訣竅鋼水精煉2021/8/1721技術(shù)訣竅鋼水精煉2021/8/1721技術(shù)訣竅鋼水精煉2021/8/1722技術(shù)訣竅鋼水精煉2021/8/1722-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.03738394

9、041424344454647484950515253545556575859606162輥列號(hào)(mm)改前-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.03738394041424344454647484950515253545556575859606162輥列號(hào)(mm)改后鋼水連鑄2021/8/1723-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.252.5253253.5254254.5255255.5256256.5257257.5258258.50510152025303540455055606570改造前改造后250 mm 板坯輥列號(hào)鋼水連鑄2021/8

10、/1724252.5253253.5254254.5255255.52壓縮比小- 達(dá)不到鑄坯中心 - 不能破碎鑄態(tài)粗大的柱狀晶軋制工藝對(duì)組織不均和探傷不合的影響機(jī)理分析鑄坯軋制2021/8/1725壓縮比小軋制工藝對(duì)組織不均和探傷不合的影響機(jī)理分析鑄坯軋制2- 加強(qiáng)軋輥的潤滑可達(dá)到減輕軋機(jī)負(fù)荷的效果- 可以考慮在工作輥上噴潤滑劑等措施來實(shí)現(xiàn)- 從而較小的軋制力可以實(shí)現(xiàn)較大的壓縮比- 軋制道次減少- 溫度損失降低- 完全破碎柱狀晶增大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)變形，軋后快冷， 細(xì) 化晶粒，補(bǔ)償因錳含量降低而引起的強(qiáng)度變化軋制工藝對(duì)組織不均的影響機(jī)理分析鑄坯軋制2021/8/1726- 加強(qiáng)軋輥的潤滑可達(dá)到

11、減輕軋機(jī)負(fù)荷的效果軋制工藝對(duì)組織不均技術(shù)訣竅析出物控制MnS0.5mNbTiNb0.5m析出前鋼中夾雜2021/8/1727技術(shù)訣竅析出物控制MnS0.5mNbTiNb0.5m析技術(shù)訣竅析出物控制100nm(a)100nm(b)100nm(c)100nm(d)100nm(e)(a)0s (b)30s (c)60s (d)200s (e)1000s850，30%變形后弛豫0-1000s試樣中的析出狀況2021/8/1728技術(shù)訣竅析出物控制100nm(a)100nm(b)100n技術(shù)訣竅析出物控制850弛豫后析出物尺寸分布(a)30s (b)60s (c)200s (d)1000s2021/8/1729技術(shù)訣竅析出物控制850弛豫后析出物尺寸分布(a)30s技術(shù)訣竅析出物控制(a)(c)(b)(d)850不