抗腐蚀的无缝管线管及其制造方法与流程

1.本发明属于新材料运输专用管领域，具体来说，涉及抗腐蚀的无缝管线管及其制造方法。


背景技术：

2.近年来，中国经济的持续发展，能源结构的调整，天然气的使用量逐年增加，以及输气管线的大批建设，使管线工程的发展趋势向大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化等发展。
3.中国公开号cn1811002a、cn1351189所公开的抗硫化氢管线钢，均为热轧板卷钢。无缝管在厚壁、高强度、中高合金、耐腐蚀、小批量生产上是强项领域，优于焊接钢管。cn1811002a中c含量低，未加入v元素微合金化处理，对p、s含量要求不高，未提供新技术解决解决p、s引起的负面影响。cn1351189所公开的高韧性抗硫化氢用输气管线钢，p、s含量要求很低，制造成本高，目前的工业化生产还难以实现。cn01126611.2公开了“一种低碳合金钢及所制管材”，该发明涉及一种低碳低合金钢及所制管材，所要解决的技术问题是增加合金钢的强韧性及提高淬透性和焊接性能，冲击性能不是很理想，添加了多种贵重金属，生产成本高，而且未考虑耐腐蚀性能合金元素优异配比，不具备良好的抗hic性能，由此制造的管材不具备输送酸性介质的要求。
4.大口径管线多为焊管，而焊缝易存在天生的缺陷产生hic开裂、抗腐蚀性差。


技术实现要素：

5.针对现有技术未考虑耐腐蚀性能合金元素优异配比，不具备良好的抗hic性能和抗腐蚀性差的问题，本发明提供了一种抗腐蚀的无缝管线管及其制造方法。
6.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种抗腐蚀的无缝管线管，所述无缝管线管包括线管主体、内管壁覆膜和外管壁覆膜；所述线管主体组成成分包括：c含量为0.05～0.12％、si含量为0.15～0.40％、mn含量为1.00～1.35％、p含量为≤0.015％、s含量为≤0.003％、al含量为0.030～0.040％、nb含量为0.010～0.050％、v含量为0.02～0.08％、mo含量为0.05～0.15％、ca含量为0.0010％～0.004％、ti含量为0.005～0.020、0.34％≤ce
iiw
≤0.40％、0.16％≤cepcm≤0.25％、al/n≥2、ni含量为≤0.20％、余量为fe和不可避免的杂质；
8.内管壁覆膜和外管壁覆膜材料为包括乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料，该所述乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料是乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。
9.进一步地，所述al为酸溶铝，铝作为脱氧元素中入钢中，部分与氧结合成铝的氧化物或者含al2o3的夹杂，其余溶于铁中。
10.进一步地，还包括cr和cu，ni、cr和cu为钢种中残余元素，最大限制值cu≤0.30％，cr≤0.20％。
11.进一步地，所述线管主体管径大小在559mm～711mm。
12.进一步地，所述内管壁覆膜厚度为0.012mm～0.015mm。
13.进一步地，所述外管壁覆膜厚度为0.015mm～0.020mm。
14.一种抗腐蚀的无缝管线管制造方法，其步骤包括：
15.s1、在线管主体管制作模具表层制作覆膜材料的内管壁覆膜；
16.s2、内管壁覆膜经过电晕处理，并涂抹粘合剂；
17.s3、制作线管主体；
18.s4、将线管主体插入模具中，并将其线管主体内壁与内管壁覆膜转动和下压完成内管壁覆膜与线管主体内壁的粘接；
19.s5、在线管主体外壁上涂抹粘合剂，并对外管壁覆膜进行电晕处理；
20.s6、转动线管主体制作模具，并同时下压外管壁覆膜；完成外管壁覆膜与线管主体外壁的粘接。
21.进一步地，所述步骤s3中线管主体制作方法具体包括：
22.s30、406pqf热轧：将线管主体的钢坯确定母料规格后进行斜轧旋扩工艺毛管；
23.s31、720rem斜轧旋扩：将步骤s30所述毛管在加热炉内加热、斜轧旋扩、均整、四组冷轧辊冷定径形成钢管，所述钢管外径控制精度为
±
1.6mm，壁厚控制精度为
±
12.5％t；
24.s32、调质处理：将步骤s31所述的钢管进行旋转式内喷外淋水冷淬火、回火空冷、热矫直、探伤完成无缝管线管的制造；
25.s33、性能检测：步骤s32所述无缝管线管满足x60qs及以上钢级，屈服强渡大于415mpa、抗拉强度大于520mpa，冲击性能-20℃大于250j，csr≤2％，clr≤10％，ctr≤3％。ssc性能满足nacea溶液80％ays加载下720小时不断裂。
26.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
27.通过在现有线管主体内外壁上添加塑料覆膜，提高了整个无缝管线管内外壁的抗腐蚀、抗应变和抗冲击性能；即使线管主体在使用过程中出现开裂，开裂处出现面拉伸轻微形变现象，也不会影响到内管壁覆膜和外管壁覆膜的正常使用，进而不会影响到整个抗腐蚀的无缝管线管的使用性能。
附图说明
28.图1为本发明一种抗腐蚀的无缝管线管的结构示意图；
29.图2为本发明一种抗腐蚀的无缝管线管制造方法的流程图；
30.图3为本发明无缝管线管实施例的ssc试验结果表；
31.图4为本发明有无线管主体实施例的抗hic试验结果表。
32.图中标记说明：101-线管主体，102-内管壁覆膜，103-外管壁覆膜。
具体实施方式
33.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
34.如图1、2、3和4所示，一种抗腐蚀的无缝管线管，所述无缝管线管包括线管主体101、内管壁覆膜102和外管壁覆膜103；所述线管主体101组成成分包括：c含量为0.05～
0.12％、si含量为0.15～0.40％、mn含量为1.00～1.35％、p含量为≤0.015％、s含量为≤0.003％、al含量为0.030～0.040％、nb含量为0.010～0.050％、v含量为0.02～0.08％、mo含量为0.05～0.15％、ca含量为0.0010％～0.004％、ti含量为0.005～0.020、0.34％≤ceiiw≤0.40％、0.16％≤cepcm≤0.25％、al/n≥2、ni含量为≤0.20％、余量为fe和不可避免的杂质；
35.内管壁覆膜102和外管壁覆膜103材料为包括乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料，该所述乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料是乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。
36.对配比制成成分的化学成分说明：
37.c：是碳锰钢基础元素，综合考虑碳含量对钢的强度、韧性、抗腐蚀性能的影响和成本，把c含量控制在0.05～0.12％之间。如表1中的实施例中的c含量。
38.si：si是脱氧所必要的元素，综合考虑，所以将其含量限止在0.15～0.40％范围内。如表1中的实施例中的si含量。
39.mn：是碳锰钢基础元素，为了钢管管体的性能，保证锰含量，所以将其含量限止在1.00～1.35％范围内。如表1中的实施例中的mn含量。
40.p、s：p和s是有害杂质元素，尽量降低其含量。但又不能不考虑炼钢的成本，可是为了得到更好的抗腐蚀性能，最好规定p≤0.015％、s≤0.003％。
41.al：脱氧元素，镇静钢，考虑al/n比、夹杂物含量、韧性和加工性能，因此将其含量限制在al0.010～0.040％范围内。
42.nb：微合金化元素，对强度、晶粒度细化的作用十分明显。控制nb含量在0.010～0.050％之间。如表1中的实施例中的nb含量。
43.v：微合金化元素，析出强化作用和晶粒细化作用，控制v含量在0.02～0.08％之间。如表1中的实施例中的v含量。
44.mo：合金化元素，提高材料的淬透性，对性能有利，但考虑成本和碳当量的贡献，将其含量控制在0.05～0.15％范围内。如表1中的实施例中的mo含量。
45.ca：夹杂物球化处理，有利于夹杂上浮和细化晶粒，控制ca含量在0.0010～0.0040％之间。如表1中的实施例中的ca含量。
46.ti：微合金化元素，进行ti处理，提高钢材的热塑性，控制ti含量在0.005～0.020％之间。如表1中的实施例中的ti含量。
47.n、o、h元素为钢中气体元素，n元素尽可能的低，保证al/n≥2。
48.ni、cr、cu：为钢种中残余元素，最大不能超过限制值ni≤0.20％，cu≤0.30％，cr≤0.25％。如表1中的实施例中的cr、mo、ni元素的含量。
49.钢管成分特点是低碳高锰v+nb+少量mo系合金，限制cr、cu、ni残余元素及杂质元素p、s的含量，通过大量试验选择合理的成分配比，赋予高纯净钢以良好的综耐腐蚀性能。
50.注：当c含量≤0.12％，碳当量cepcm＝c+si/30+mn/20+cu/20+ni/60+cr/20+mo/15+v/10+5b，b≤0.0005％，公式中b含量为0。
51.当c含量＞0.12％计算碳当量，碳当量ceiiw＝c+mn/6+cu/15+ni/15+cr/5+mo/5+v/5
52.n元素尽可能的低，保证al/n≥2。ni、cr、cu：为钢种中残余元素，最大不能超过限
制值ni≤0.30％，cu≤0.30％，cr≤0.25％。
53.al为酸溶铝，铝作为脱氧元素中入钢中，部分与氧结合成铝的氧化物或者含al2o3的夹杂，其余溶于铁中。
54.还包括ni、cr和cu，ni、cr和cu为钢种中残余元素，最大限制值ni≤0.200％，cu≤0.280％，cr≤0.245％。
55.线管主体101管径大小在559mm～711mm。
56.内管壁覆膜102厚度为0.012mm～0.015mm。
57.外管壁覆膜103厚度为0.015mm～0.020mm。
58.抗腐蚀的无缝管线管各部分具体的化学成分比例为如下表：
[0059][0060]
一种抗腐蚀的无缝管线管其制造方法，其步骤包括：
[0061]
s1、首先在线管主体101管制作模具表层制作覆膜材料的内管壁覆膜102；
[0062]
s2、内管壁覆膜102经过电晕处理，并涂抹粘合剂；
[0063]
s3、制作线管主体101；
[0064]
s4、将线管主体101插入模具中，并将其线管主体101内壁与内管壁覆膜102转动和下压完成内管壁覆膜102与线管主体101内壁的粘接；
[0065]
s5、在线管主体101外壁上涂抹粘合剂，并对外管壁覆膜103进行电晕处理；
[0066]
s6、转动线管主体101管制作模具，并同时下压外管壁覆膜103；完成外管壁覆膜103与线管主体101外壁的粘接。
[0067]
步骤s3中线管主体101制作方法具体包括：
[0068]
s30、406pqf热轧：将线管主体101的钢坯确定母料规格后进行斜轧旋扩工艺毛管；
[0069]
s31、720rem斜轧旋扩：将步骤s30所述毛管在加热炉内加热、斜轧旋扩、均整、四组冷轧辊冷定径形成钢管，所述钢管外径控制精度为
±
1.6mm，壁厚控制精度为
±
12.5％t；
[0070]
s32、调质处理：将步骤s31所述的钢管进行旋转式内喷外淋水冷淬火、回火空冷、
热矫直、探伤完成无缝管线管的制造；
[0071]
s33、性能检测：步骤s32所述无缝管线管满足x60qs及以上钢级，屈服强渡大于415mpa、抗拉强度大于520mpa，冲击性能-20℃大于250j，csr≤2％，clr≤10％，ctr≤3％。ssc性能满足nacea溶液80％ays加载下720小时不断裂。
[0072]
本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
[0073]
通过在现有线管主体101内外壁上添加塑料覆膜，提高了整个无缝管线管内外壁的抗腐蚀、抗应变和抗冲击性能；即使线管主体101在使用过程中出现开裂，开裂处出现面拉伸轻微形变现象，也不会影响到内管壁覆膜102和外管壁覆膜103的正常使用，进而不会影响到整个抗腐蚀的无缝管线管的使用性能。
[0074]
以上对本技术提供的一种抗腐蚀的无缝管线管及其制造方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，所述无缝管线管包括线管主体(101)、内管壁覆膜(102)和外管壁覆膜(103)；所述线管主体(101)组成成分包括：c含量为0.05～0.12％、si含量为0.15～0.40％、mn含量为1.00～1.35％、p含量为≤0.015％、s含量为≤0.003％、al含量为0.030～0.040％、nb含量为0.010～0.050％、v含量为0.02～0.08％、mo含量为0.05～0.15％、ca含量为0.0010％～0.004％、ti含量为0.005～0.020、0.34％≤ceiiw≤0.40％、0.16％≤cepcm≤0.25％、al/n≥2、ni含量为≤0.20％、余量为fe和不可避免的杂质；内管壁覆膜(102)和外管壁覆膜(103)材料为包括乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料，该所述乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料是乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，所述al为酸溶铝，铝作为脱氧元素中入钢中，部分与氧结合成铝的氧化物或者含al2o3的夹杂，其余溶于铁中。3.根据权利要求2所述的一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，还包括cr和cu，ni、cr和cu为钢种中残余元素，最大限制值cu≤0.280％，cr≤0.245％。4.根据权利要求1或2或3所述的一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，所述线管主体(101)管径大小在559mm～711mm。5.根据权利要求4所述的一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，所述内管壁覆膜(102)厚度为0.012mm～0.015mm。6.根据权利要求5所述的一种抗腐蚀的无缝管线管，其特征在于，所述外管壁覆膜(103)厚度为0.015mm～0.020mm。7.一种抗腐蚀的无缝管线管制造方法，其步骤包括：s1、在线管主体(101)管制作模具表层制作覆膜材料的内管壁覆膜(102)；s2、内管壁覆膜(102)经过电晕处理，并涂抹粘合剂；s3、制作线管主体(101)；s4、将线管主体(101)插入模具中，并将其线管主体(101)内壁与内管壁覆膜(102)转动和下压完成内管壁覆膜(102)与线管主体(101)内壁的粘接；s5、在线管主体(101)外壁上涂抹粘合剂，并对外管壁覆膜(103)进行电晕处理；s6、转动线管主体(101)制作模具，并同时下压外管壁覆膜(103)；完成外管壁覆膜(103)与线管主体(101)外壁的粘接。8.根据权利要求7所述的一种抗腐蚀的无缝管线管制造方法，其特征在于，所述步骤s3中线管主体(101)制作方法具体包括：s30、406pqf热轧：将线管主体(101)的钢坯确定母料规格后进行斜轧旋扩工艺毛管；s31、720rem斜轧旋扩：将步骤s30所述毛管在加热炉内加热、斜轧旋扩、均整、四组冷轧辊冷定径形成钢管，所述钢管外径控制精度为
±
1.6mm，壁厚控制精度为
±
12.5％t；s32、调质处理：将步骤s31所述的钢管进行旋转式内喷外淋水冷淬火、回火空冷、热矫直、探伤完成无缝管线管的制造；s33、性能检测：步骤s32所述无缝管线管满足x60qs及以上钢级，屈服强渡大于415mpa、抗拉强度大于520mpa，冲击性能-20℃大于250j，csr≤2％，clr≤10％，ctr≤3％。ssc性能满足nacea溶液80％ays加载下720小时不断裂。

技术总结
本发明公开一种抗腐蚀的无缝管线管，所述无缝管线管包括线管主体、内管壁覆膜和外管壁覆膜；所述线管主体组成成分包括：C、Si、Mn、P、S、Al、Nb、V、Mo、Ca、Ti、Al/N≥2、Ni、余量为Fe和不可避免的杂质；内管壁覆膜和外管壁覆膜材料为包括乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料，该所述乙烯丁二烯共聚物热塑性工程塑料是乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。本发明即使线管主体在使用过程中出现开裂，开裂处出现面拉伸轻微形变现象，也不会影响到内管壁覆膜和外管壁覆膜的正常使用，进而不会影响到整个抗腐蚀的无缝管线管的使用性能。腐蚀的无缝管线管的使用性能。腐蚀的无缝管线管的使用性能。


技术研发人员：刘青德 何彬 余海忠 林雄芝 刘德厚
受保护的技术使用者：深圳市厚德检测技术有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/8