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X60、X65、X70耐腐蝕熱軋管線鋼板和鋼帶
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-06-13
目前，我國油氣開采與儲運用耐蝕鋼的開發和應用尚處于起步階段。耐腐蝕油船貨油艙用鋼板、耐腐蝕石油天然氣集輸和長距離輸送用管線鋼、耐腐蝕油井管等關鍵生產技術的研發十分迫切。這對打破國外技術和產品壟斷，形成具有我國自主知識產權的耐腐蝕系列油船貨油艙鋼板、管線鋼、油井管生產技術和標準規范，提升我國鋼鐵材料的品種質量水平以及提高我國鋼鐵工業、船舶制造業和石油鋼管制造業的國際競爭能力意義重大。?
為此，由中國鋼鐵工業協會組織，鋼鐵研究總院牽頭，鞍山鋼鐵集團公司、寶鋼集團、武鋼集團承擔了“十二五”國家科技支撐計劃課題———油氣開采與儲運用高品質耐蝕鋼生產技術的研發，目前取得了階段性的進展。
四大研究方向與四大考核指標
我國石油工業發展迫切需要石油開采與儲運用高性能鋼鐵材料。但是，目前腐蝕問題是制約石油工業安全、穩定、高效化生產和儲運的主要障礙。我國石油與石化行業由于腐蝕造成的損失約占石油工業產值的6%左右，油氣管失效的70%與腐蝕有關；儲運過程中因腐蝕導致的原油、天然氣泄漏將嚴重污染環境，大規模泄漏甚至將導致災難性后果。為此，我國亟須開發油氣開采與儲運用高品質耐蝕鋼生產技術。
油氣開采與儲運用高品質耐蝕鋼生產技術主要包括高硫高酸油氣環境下低合金鋼的耐腐蝕與強韌化技術、耐腐蝕船板工業生產技術、高強度耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼生產技術和高強度耐腐蝕油井管用鋼生產技術。該技術課題的研究內容主要包括以下四個方面：
第一，系統掌握高硫、高酸油氣環境中，低合金鋼材料在H2S、SO2、CO2、Cl－和酸性鹽水介質，以及上述各種復雜混合介質條件下的腐蝕規律，研究保證鋼的耐蝕性、強韌性、焊接性要求的成分、工藝控制共性技術，形成具有我國自主知識產權的低合金耐腐蝕鋼技術體系和評價標準，并參與有關國際標準的修訂。
第二，研制開發大型油船用耐腐蝕高強船板鋼，打破國外技術的壟斷，形成具有我國自主知識產權的油船貨油艙用耐腐蝕鋼生產技術和標準規范，提升我國高品質船板鋼的生產技術能力。
第三，開發X60、X65、X70耐腐蝕熱軋管線鋼板和鋼帶，拓展耐腐蝕管線鋼的品種和規格，提高我國耐腐蝕管線鋼的制造水平、生產和應用比例，保障我國石油天然氣集輸和長距離輸送的穩定和安全。
第四，開發高耐腐蝕的80ksi～95ksi鋼級的熱軋鋼帶和ERW鋼管（高頻直縫電阻焊管），實現以ERW鋼管替代無縫鋼管的重大技術變革，實現我國耐腐蝕油套管的低成本高效化生產和應用。開發80ksi～125ksi鋼級的高抗擠抗硫系列無縫套管，提高無縫石油套管的制造和應用水平。
同時，該課題還設立了四大考核指標。
其一，建立油船貨油艙用耐蝕鋼IMO標準腐蝕評價環境，建立船用耐蝕鋼對比鋼體系，研制的實驗室材料與配套焊接材料滿足船體鋼標準和IMO標準要求。
其二，開發315MPa和355MPa級，厚度規格8mm～45mm的油船貨油艙用耐蝕鋼板，工業試制鋼板綜合性能滿足船體鋼標準要求，耐蝕性滿足國際海事組織《貨油艙腐蝕防護標準》要求；形成船用耐蝕鋼技術規范與標準，產品通過船級社認證。
其三，形成X60、X65抗酸性管線鋼批量生產能力，開發X70抗酸性管線鋼，實現高強度抗酸性管線鋼的國產化。產品力學性能滿足API－5L標準，腐蝕性能滿足NACETM0284-96和NACETM0177-2005標準，鋼板的厚度規格為12.0mm～26.0mm，鋼帶的厚度規格為6.0mm～20.0mm。
其四，開發80ksi～95ksi強度級別熱軋鋼帶和ERW鋼管，鋼管力學性能滿足ISO11960標準要求，耐腐蝕性能滿足NACETM0284-96和NACETM0177-2005標準，開發80ksi～125ksi鋼級高抗擠抗硫系列套管產品，材料性能滿足ISO11960標準，產品抗硫化物應力開裂性能符合ISO11960標準和NACE15156-2檢驗標準，其中125ksi鋼符合國際通行的“緩沖酸性環境mildsourservice”檢測標準。
三大技術研究獲得階段性進展
油船貨油艙用耐蝕鋼研制。該課題先后通過建立滿足IMO標準的實驗裝置進行實驗、傳統船板的耐蝕性實驗考核，成功突破耐蝕船板合金設計和工藝關鍵技術，實現了船用耐蝕鋼的批量工業化試制。
目前，船用耐蝕鋼國產化工作已經突破了材料研發與檢測核心技術難題，實現了批量生產試制。工業鋼板各項指標滿足IMO耐蝕鋼標準和船級社規范要求，造船工藝性能與傳統船板相當，成本增量低于涂層成本。同時，配套氣保焊材料也已經研制到位，具有較小的應用技術風險。由此可見，國產船用耐蝕鋼已經具備應用研究和考核條件。
耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼研制。目前，該課題已完成了X60~X80系列試驗鋼的冶煉工作，接下來計劃考察C、Mn含量的變化對耐硫化氫腐蝕性能的影響和夾雜物對硫化氫耐蝕性的影響，同時，通過對不同軋制和熱處理工藝獲得不同形態的顯微組織，考察不同組織對硫化氫耐蝕性的影響。
此外，該課題還完成高鋼級的X70~X120系列試驗鋼的冶煉工作，通過改變TMCP（控軋控冷）工藝制度，改變管線鋼的組織，研究不同組織管線鋼的抗HIC（氫致裂紋）、SSCC（硫化物應力腐蝕裂紋）性能。
高強度耐腐蝕油井管用鋼生產技術。該技術課題主要開發抗硫ERW焊接套管和抗硫抗擠無縫套管的關鍵技術和生產工藝，形成高性能抗硫焊接套管和抗硫抗擠無縫套管的批量生產能力，生產出規格、鋼級齊全的系列產品并批量應用，滿足高含硫油氣田開采開發的需求。
目前，該課題已完成了高抗擠抗硫油井管產品實驗室成分體系和熱處理工藝的研究，力學性能滿足ISO11960標準關于80ksi～125ksi鋼級套管的要求。未來將開發高抗擠抗硫套管的純凈鋼冶煉技術和鑄坯連鑄技術，確定合理煉鋼和連鑄工藝參數；采用新鋼種進行小批量工業化試制，研究軋制工藝和熱處理工藝對各項力學性能和抗腐蝕性能的影響；進行抗硫化氫應力腐蝕機理研究和抗硫檢測方法的改進；開展抗擠毀機理研究，積累數據建立抗擠和抗內壓模型。
當前，我國鋼鐵工業技術發展重點將從“自身進步”向“服務于下游用戶的消費需求”轉變，科技發展重心逐步從加快冶金裝備工藝技術的升級換代轉變為鋼鐵產品的升級換代，以滿足用戶不斷提高的要求。油氣開采與儲運用高品質耐蝕鋼生產技術的開發正是在此形勢下應運而生，其對調整我國鋼鐵產業結構、增強鋼鐵行業競爭力、促進石油和船舶制造業發展有重要意義。
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