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  耐硫化氢应力腐蚀的20#钢管合金钢及钢管加工工艺方法

  本发明涉及一种20#钢管的加工工艺方法。

  随着我国经济向市场化转变,并且逐步与国际经济接轨,原油来源及品种扩大。除国 产原油外,目前每年需进口4-5千万吨原油,其中大部分是中东的高硫原油。而国内大 部分炼油厂在改革开放前炼制的原油主要是低硫原油,即含硫量低于0.5%,而中东进口原 油的硫含量高达3.09%,原油硫含量的增加,再加上高品质处理,对设备的耐腐蚀要求提 高。而国内原有的12Cr2AlMoV钢冶炼、焊接都存在不少问题,所述材料在生产管子的过 程中对裂纹较为敏感,且在与16Mn、12Cr2AlMoV管板匹配中硬度偏高。

  本发明通过对钢管材料成分的调整及加工工艺方法的改进,提供一种抗腐蚀开裂性能 强的20#钢管的合金钢配方及钢管加工工艺方法。

  本发明的目的是这样实现的。

  1、耐硫化氢应力腐蚀的20#钢管合金钢,其特征在于:该钢的化学成份组成(重量%) 为C0.05-0.09,Si0.17-0.37,Mn0.20-0.50,Cr2.00-2.50,Al0.30-0.70,Mo0.30-0.40, S≤0.015,P≤0.025,其余为Fe。

  本发明的合金钢化学成份的设计依据如下:

  碳:一般认为当含碳量在0.08-0.40%时,对硫化物的腐蚀破坏敏感性没有明显的影 响。但由于随着含碳量的增加,氢蚀就越容易发生,因此,将钢中碳含量控制在≤0.09% 的范围内。

  硅:硅对抗硫化氢腐蚀的影响,虽然还有不同的看法,但也有制造者将耐硫化物腐蚀 的20#钢管的低合金钢一般均将硅含量控制在0.30%以下,本发明控制在0.17%-0.37%。

  锰:锰是一个弱碳化物形成元素,较多的锰含量可以使钢的抗蚀性能有所改善。由于 锰可以生成碳化物,抗氢能力的提高在于合金钢中锰提高了碳化物的稳定性,同时锰也有 向晶界偏析的倾向,这一因素对氢蚀裂纹的形成也有一定影响。

  铬:铬对钢的耐硫化氢破裂性能的影响尚没有一致的研究结果,曾做出了含铬5%的 钢不如含铬1-2%的钢耐硫化物破裂的试验结果。

  钼:钼是一种强碳化物形成元素,它与碳的结合能力超过铬,能显著提高抗氢能力和 抗硫化氢破裂性能。钼的抗氢效果相当于铬的4倍,当加入少量钼时,其抗氢能力尤其明 显。

  铝:铝是耐硫化氢应力腐蚀性能低合金钢中常用的元素之一,虽然目前对铝的影响在 看法上还有分歧,但目前已开发了不少量铝的耐硫化氢应力腐蚀性能的低合金钢。如日本 的CrAlVRE钢,法国的APS10M4C钢等。

  硫和磷都是钢中的有害元素,故含量控制的很低。99版的“容规”中对硫和磷进行了 严格的要求,规定为S≤0.02%,P≤0.03%。


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