CN116426843A - 一种耐腐蚀的原油储罐钢板及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐腐蚀的原油储罐钢板及制造方法,属于低合金钢技术领域,所述原油储罐钢板的化学成分质量百分比为:C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn 0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo 0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P≤0.012,S≤0.005,Al≤0.030,O≤0.0030,N≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质。所述制造方法包括1)按照原油储罐钢板的组成成分设计要求进行投料,冶炼并浇注成铸坯;2)将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火工艺处理,得到所述原油储罐钢板。该原油储罐钢板在高氯强酸原油腐蚀环境中具有优异的耐点蚀能力,很好的抑制容器钢板腐蚀的发生,提高了原油储罐使用寿命,满足了原油储罐长期储存原油的需求。
Description
技术领域
本发明属于低合金钢技术领域,具体涉及一种耐腐蚀的原油储罐钢板及制造方法。
背景技术
近年来,原油储罐钢板在长期石油储存过程中,会发生较为严重的腐蚀穿孔漏油情况,原油储罐钢板腐蚀问题日益受到人们的关注。需要开发出一种新型耐蚀性能优异的原油储罐钢板来替代原有的涂层防腐耐蚀钢,提高原油储罐的使用寿命。原油储罐的耐蚀性普遍较差,主要是由于原油要在储油罐中长期储存,在储存过程中会析出一定量的沉积水,其滞留在罐底会对内底板造成严重腐蚀情况,主要是由于在沉积水中含有大量的氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钙离子以及一些硫化物的存在,同时在内底板沉积水环境中存在的高浓度氯离子酸性环境会使已形成的点蚀坑迅速会促进储罐钢板点蚀腐蚀的发生,钢板点蚀较为严重时会造成内底板穿孔的发生,从而导致原油泄露,严重污染环境造成较大的经济损失。
目前为减少上述腐蚀行为的发生主要采用以下两个方面,一方面采用在原油储罐内底板表面进行涂装以及喷涂,使其与原油沉积水腐蚀环境相互隔离,从而减缓腐蚀的发生,但是由于原油储罐的罐体较大,需要保护性涂层涂布面积庞大,需要较多的人力、物力,且保护性涂层的使用寿命较短,需要定期重新涂装,不利于环境保护,同时也会带来表层的微观缺陷,点蚀就会不可避免地发生与扩展。也不利于延长原油储罐的使用寿命。另一方面采用对原油储罐内壁进行牺牲阳极的阴极保护法来进行延缓腐蚀行为的发生,但是由于有效阴极保护年限是受牺牲阳极的寿命的限制的,需要定期更换,不利于环境保护提高了经济成本,无法满足原油储罐长期耐蚀的要求。
针对上述原油储罐内底板耐蚀性问题,中外学者开展了一系列免涂层的耐蚀原油储罐内底板的相关研究工作,针对上述原油沉积水环境下钢板点蚀腐蚀问题,中外学者开展了一系列免涂层的耐蚀原油储罐钢板的相关研究工作,如申请号201210212403.3的专利公开的“耐蚀性优异的油轮的罐顶用或散装货船的船舱用钢材”,申请号201480062745.9的专利公开的“原油罐用钢材和原油罐”,加入的合金元素种类较多,加入的W、Zr、Hf等昂贵金属元素提升了钢板的成本,一方面是加大了钢的冶炼难度,另一方面无法保证优异的耐点蚀腐蚀蚀性能,在专利中并未给出实际的腐蚀速率加以佐证,申请号201180024222.1的专利公开的“耐腐蚀优异的焊接接头及原油罐”没有明确对点蚀腐蚀的控制,无法保证其钢对点蚀腐蚀行为的控制,从而无法保证长期耐蚀要求,申请号201310235149.3的专利公开的“原油油船货油舱上甲板用耐腐蚀钢板的制造方法及钢板”,申请号201510822769.6的专利公开的“一种原油储运容器用耐腐蚀钢及其制备方法”,对没有明确区分原油储罐上甲板和内底板的强度差异,无法优化合金钢成本。目前通过采用添加多种合金元素,提高某些合金元素占比来提高原油储罐底圈钢板的耐蚀性达到免涂层的效果,存在着提高了炼钢的难易程度,并且炼钢的成本也随之增加,研究合理选取合金元素成分、控制成本、大幅提高耐蚀性能是本领域急需要解决的技术难题。
发明内容
为解决原油储罐内底板耐蚀性技术问题,本发明提供了一种耐腐蚀的原油储罐钢板及制造方法,该原油储罐钢板原油储罐原油腐蚀环境的平均年腐蚀速率C.R.ave≤1.0mm/a,使原油储罐容钢板具有优异的耐点蚀能力,很好的抑制容器钢板腐蚀的发生,提高了原油储罐使用寿命,满足了原油储罐长期储存原油的需求。
本发明采用的技术方案是:一种耐腐蚀的原油储罐钢板,所述原油储罐钢板的化学成分质量百分比为: C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn 0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni0.20~0.50,Mo0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质。
进一步地,所述原油储罐钢板中的Ni、Cu、Mo、Ce、S、Mn、Sn、P、Be、C同时满足以下关系式:
4.815≤Cu+30Mo+36.5Sn-Mn≤12.275;
-8.784≤Mo+6.5Sn-123(S+C)≤-1.12。
进一步地,所述原油储罐钢板的显微组织为块状铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体。
进一步地,所述原油储罐钢板的屈服强度Rp0.2≥345Mpa 、抗拉强度Rm≥490Mpa、断后伸长率A≥17%、冲击功-20℃KV2≥80J。
进一步地,所述原油储罐钢板在原油储罐原油腐蚀环境中的平均年腐蚀速率C.R.ave≤1.0mm/a。
此外,本发明还提供了一种耐腐蚀的原油储罐钢板的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:
1)按照原油储罐钢的组成成分设计要求进行投料,冶炼并浇注成铸坯;
所述原油储罐钢的组成成分按质量百分比包括:C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质;
2)将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火工艺处理,得到原油储罐钢板;
所述加热的温度1180~1200℃,保温时间8~14min/cm;
所述粗轧的轧制温度为1040~1080℃,所述粗轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述精轧的轧制温度810~920℃,所述精轧的开轧温度890~920℃、终轧温度810~830℃;所述精轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述冷却的开冷温度745~795℃,降温速率≥9℃/s,所述冷却后得到的铸坯的返红温度为510~550℃。
本发明在成分设计中:
C:碳元素是传统钢的主要强化元素,但是如果钢中含有较多的碳元素时,其力学性能以及焊接性能会显著恶化,由于碳含量增加时,会有偏析情况产生,使整体耐腐蚀性能下降,不利于提高钢的耐蚀性,近年来为提高钢的性能,正在逐渐向低碳钢方向发展,随着碳含量的降低,可以较为明显的提升耐蚀性能,但是为了兼顾力学和焊接性能,碳含量不能过低,为此,本发明C的优选含量为0.04~0.08。
Si:硅元素可以作为脱氧剂的存在,硅元素可以提高钢基体锈层的致密程度及锈层的化学稳定性,同时可以提升钢基体的电极电位,可以有效地提升钢的抗电化学腐蚀能力,提升钢的耐蚀性能,但是硅元素含量较多时就会造成晶粒粗化,降低钢的韧性,为此,本发明Si的优选含量为0.08~0.20。
Mn:锰元素时提高低合金钢强度的基本元素,在钢中加入锰元素主要是起到固溶强化的作用,可以显著提高钢的强度和韧性,满足储罐钢作为压力容器高强度的需求,但是锰元素含量较多时会导致锰在钢中形成偏析带,不利于提升钢的耐蚀性能,为此,本发明Mn的优选含量为0.60~1.20。
Cu:铜元素可以提高钢的强度也可以显著提升钢的耐蚀性能,提升耐蚀性主要是通过铜元素可以在锈层中富集,可以形成很好的保护性锈层,并且其与钢基体之间结合牢固保证了锈层的稳定性,但是铜元素含量较多时会影响焊接热影响区的力学性能,使其韧性降低,为此,本发明Cu的优选含量为0.15~0.55。
Ni:镍元素可以在锈层中富集,可以有效组织腐蚀环境中氯离子与基体之间接触,同时可以在钢表面形成保护膜有效的提高了钢的耐腐蚀性能,但是如果镍元素含量较多时,镍元素较为昂贵的金属,会显著增加钢的成本,同时也会使钢的加工性能和焊接性能发生恶化,为此,本发明Ni的优选含量为0.20~0.50。
Mo:钼元素可以提升钢的耐点蚀能力,主要是通过在锈层中形成钼的稳定氧化物或形成钼酸盐,使基体不宜与氯离子相互作用,抑制点蚀的发生,提升钢的耐蚀性。但是钼元素含量较多时会提高钢的成本,为此,本发明Mo的优选含量0.05~0.50。
Nb、V、Ti:铌、钒、钛元素主要的作用是细晶强化和析出强化,是主要的微合金化元素,其可以同时提高钢的强度以及韧性,同时还可以降低转变温度,促进贝氏体组织的形成,其对耐蚀性影响不大,但是如果这些元素含量较多时,钢的成本也会随之增加,同时对钢的易焊性也会产生不好的影响,为此,本发明Nb的优选含量为0.010~0.045、V的优选含量为0.005~0.050、Ti的优选含量为0.005~0.035。
Sn:锡元素可以很好的抑制钢的点蚀和全面腐蚀,主要原因是锡元素可以在锈层中出现富集,提高钢的锈层致密性,同时会在钢基体表面上形成一层保护膜,可以明显提高钢在酸性腐蚀环境中的自腐蚀电位,可以有效地提升钢在酸性腐蚀环境中的耐蚀性能,但是锡元素含量较多时,可以降低钢的高温力学性能,也会对加工性能产生较大危害,为此,本发明Sn的优选含量为0.01~0.05。
P、S:硫、磷是在钢中作为有害元素形式存在的,会在钢中形成偏析,会导致钢的塑性和韧性显著的降低,会对易焊性产生较大危害,对于硫元素来说,可以和锰结合成MnS,形成MnS夹杂存在于钢中,是诱发钢点蚀的主要因素,会显著降低钢的耐蚀性能,因此要综合考虑炼钢工艺和经济成本,尽可能的降低钢的P、S含量,为此,本发明P的优选含量为≤0.012,S的优选含量为≤0.005。
Al:铝元素是重要的脱氧剂同时可以起到细化晶粒的作用,但是在钢中加入较多的铝元素时,会形成较多的氧化铝夹杂,降低钢的耐点蚀性能,为此,本发明Al的优选含量为≤0.030。
就本发明的钢材而言,在含有上述适宜范围内含有上述合金元素的基础上还需要下式(1)要求的4.815≤Cγ1≤12.275,下式(2)要求的-8.784≤Cγ2≤-1.12
Cγ1=Cu+30Mo+36.5Sn-Mn •••(1)
Cγ2=Mo+6.5Sn-123(S+C) •••(2)
上述(1)式为评价各元素成分对原油储罐壁板点蚀腐蚀影响的式子,对耐点蚀性能有益的合金元素Cu、Mo、Sn通过不同贡献比例系数为正,而点蚀有害元素Mn元素的系数为负。来控制点蚀腐蚀的发生,当Cγ1>12. 275或Cγ1<4.815时其壁板钢耐点蚀腐蚀能力较弱,易于发生腐蚀穿孔行为。
上述(2)式为评价各元素成分对原油储罐壁板点蚀腐蚀影响的式子,对耐点蚀性能有益的合金元素Mo、Sn通过不同贡献比例系数为正,而点蚀有害元素S元素以及马奥岛形成元素C的系数为负。来控制点蚀腐蚀的发生,当Cγ2>-1.12或Cγ2<-8.784时其壁板钢耐点蚀腐蚀能力较弱,易于发生腐蚀穿孔行为。
采用本发明产生的有益的效果:通过添加少量Ni、Cu、Mo以及一定量的Sn元素,严格控制和优化合金元素的成分范围,使钢的耐蚀性能有了非常大的提升,尤其是在强酸性高浓度Cl-环境下的耐蚀性能有了显著的提升,可以很好的抑制内底板点蚀腐蚀行为的发生,可以有效降低因内底板点蚀腐蚀而造成内底板穿孔,导致原油泄漏而污染环境,造成经济损失;本发明会在金属基体表面形成致密的保护层,会显著抑制金属局部腐蚀的发生与扩展,可以有效地抑制在有涂布防护层或者是裸露状态下的使用寿命,确保原油存储安全;本发明符合我国当前对原油储罐耐蚀性的需求,为建造环保、寿命长、成本低的大型原油储罐提供了一种耐蚀性优异的内底板钢材。
附图说明
图1为本发明钢板轧制后母材的金相组织图;
图2为实施例和对比例的腐蚀后宏观形貌图。
具体实施方式
本发明提供了一种耐腐蚀的原油储罐钢板,所述原油储罐钢板的化学成分质量百分比为: C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn 0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质。
所述原油储罐钢板中的Ni、Cu、Mo、Ce、S、Mn、Sn、P、Be、C同时满足以下关系式:
4.815≤Cu+30Mo+36.5Sn-Mn≤12.275;
-8.784≤Mo+6.5Sn-123(S+C)≤-1.12。
所述原油储罐钢板的显微组织为块状铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体。
所述原油储罐钢板的屈服强度Rp0.2≥345Mpa 、抗拉强度Rm≥490Mpa、断后伸长率A≥17%、冲击功-20℃KV2≥80J。
所述原油储罐钢板在原油储罐原油腐蚀环境中的平均年腐蚀速率C.R.ave≤1.0mm/a。
此外,本发明还提供了一种耐腐蚀的原油储罐钢板的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:
1)按照原油储罐钢的组成成分设计要求进行投料,冶炼并浇注成铸坯;
所述原油储罐钢的组成成分按质量百分比包括:C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质;
2)将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火工艺处理,得到原油储罐钢板;
所述加热的温度1180~1200℃,保温时间8~14min/cm;
所述粗轧的轧制温度为1040~1080℃,所述粗轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述精轧的轧制温度810~920℃,所述精轧的开轧温度890~920℃、终轧温度810~830℃;所述精轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述冷却的开冷温度745~795℃,降温速率≥9℃/s,所述冷却后得到的铸坯的返红温度为510~550℃。
本发明还提供了上述技术方案所述的原油储罐钢的制备方法,包括以下步骤:
将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧和冷却,得到所述原油储罐钢;
所述铸坯的化学成分和上述方案所述的耐腐蚀钢的化学成分一致。
在本发明中,所述铸坯优选通过制备得到;所述制备方法优选包括以下步骤:
将原料依次进行冶炼、精炼和脱硫处理,得到精炼钢液和矿渣;
将所述精炼钢液依次进行脱氧处理和合金化处理,得到合金化钢液;
将所述合金化钢液进行浇铸,得到所述铸坯。
本发明对所述冶炼、精炼和脱硫处理的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述精炼优选在LF精炼炉中进行。本发明对制备所述钢液的原料种类和来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的即可。
在本发明中,所述矿渣浮于所述精炼钢液的表面。在本发明中,所述矿渣的碱度优选为4~8。在本发明中,当所述矿渣的碱度不在上述范围内时,优选通过在所述精炼钢液中添加石英砂调节所述矿渣的碱度。本发明对所述石英砂的添加量没有特殊的限定,只要能够将所述矿渣调节至所需碱度即可。
得到所述精炼钢液和矿渣后,本发明将所述精炼钢液和矿渣进行分离。本发明对所述分离的方法没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述精炼钢液的温度优选为≥1610℃。
得到所述精炼钢液后,本发明将所述精炼钢液依次进行脱氧处理和合金化处理,得到合金化钢液。
在本发明中,所述脱氧处理采用的脱氧原料优选为硅铁或铝丝。本发明对所述脱氧处理的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。本发明对所述脱氧原料的添加量没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,经过所述脱氧处理得到的钢液中的氧含量优选为25~55ppm,进一步优选为35~45ppm。
在本发明中,所述合金化处理采用的原料优选为钛铁合金。本发明对所述合金化处理的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述脱氧处理和合金化处理均优选在VD精炼炉中进行;所述VD精炼炉的真空度优选为≤5.0mbar,保持时间优选为≥15min。
得到所述合金化钢液后,本发明将所述合金化钢液进行浇铸,得到所述铸坯。
本发明对所述浇铸的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述铸坯的厚度优选为255mm,宽度优选为≥2550mm。
得到所述铸坯后,本发明将所述铸坯进行加热。在本发明中,所述加热的温度优选为1180~1200℃,进一步优选为1185~1195℃;时间优选为8~14min/cm,进一步优选为9~13min/cm,更优选为10~12min/cm。在本发明中,通过加热能够获得单相奥氏体组织、实现成分均匀化和降低变形抗力。
所述加热后,本发明将所述加热后的铸坯进行粗轧。在本发明中,所述粗轧的轧制温度优选为1040~1080℃,进一步优选为1050~1075℃,更优选为1060~1065℃;所述粗轧优选为多道次轧制,进一步优选为4-6道次轧制;单道次最大压下率优选为≥12%。在本发明中,所述粗轧的总压下率优选为≥55%。在本发明中,所述粗轧后得到的板材的厚度优选为所述铸坯厚度的2.0~3.0倍。
所述粗轧完成后,本发明还优选包括将得到的板材进行第一空冷。本发明对所述第一空冷的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
所述第一空冷完成后,本发明将所述第一空冷后得到的铸坯进行精轧。在本发明中,所述精轧的轧制温度优选为790~910℃,进一步优选为800~900℃,更优选为865~895℃;所述精轧的开轧温度优选为910-930℃,终轧温度优选为810~830℃;所述精轧优选为多道次轧制,进一步优选为4~6道次轧制;单道次最大压下率优选为≥12%。在本发明中,所述精轧的总压下率优选为≥50%。
所述精轧完成后,本发明将所述精轧得到的铸坯进行冷却。在本发明中,所述冷却的开冷温度优选为745~790℃,进一步优选为760~780℃,更优选为775~780℃;降温速率优选为≥6℃/s。在本发明中,所述冷却优选包括依次进行水冷和第二空冷。本发明对所述水冷和第二空冷的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中,所述水冷后得到的铸坯的返红温度优选为510~550℃,进一步优选为520~540℃,更优选为525~535℃。
在本发明中,优选通过所述第二空冷将所述铸坯的温度降至室温。
在本发明中,所述回火的温度优选为500~650℃,进一步优选为550~600℃。在本发明中,所述回火的时间根据以下公式计算得到:
T(回火时间/min)=2~2.5(加热系数/min·mm-1)×D(钢板厚度/mm)+10~20(附加时间/min)。
在本发明中,所述耐腐蚀钢的厚度优选为8~60mm;
为了进一步说明本发明,下面结合附图和实施例对本发明提供的一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1~6
将钢液依次进行冶炼、精炼和脱硫处理,得到精炼钢液和矿渣;所述精炼在LF精炼炉中进行;所述精炼钢液的温度为1610℃;所述矿渣的碱度为8;
将所述精炼钢液通入VD精炼炉中,采用铝丝进行脱氧处理,得到的钢液中的氧含量为50ppm;然后加入钛铁合金进行合金化处理,得到合金化钢液;所述VD精炼炉的真空度为5.0mbar,保持时间为29min;
将所述合金化钢液进行浇铸,得到所述铸坯(厚度为260mm,宽度为2570mm);
对比例1~3
将钢液依次进行冶炼、精炼和脱硫处理,得到精炼钢液和矿渣;所述精炼在LF精炼炉中进行;所述精炼钢液的温度为1610℃;所述矿渣的碱度为8;
将所述精炼钢液通入VD精炼炉中,采用硅铁或铝丝进行脱氧处理,得到的钢液中的氧含量为50ppm;然后加入钛铁合金进行合金化处理,得到合金化钢液;所述VD精炼炉的真空度为5.0mbar,保持时间为29min;
将所述合金化钢液进行浇铸,得到所述铸坯(厚度为250mm,宽度为2570mm);
表1大型原油储罐内底板钢实施例及对比例化学成分组成表(质量百分比)
表2原油储罐钢板实施例及对比例调控试计算结果表
表3原油储罐钢板轧制工艺
对按上述步骤制成的实验钢板按照IMO MSC.289(87)标准进行内底板耐蚀性评价,其中具体的腐蚀性能指标见表4所示。其浸泡腐蚀试验具体制样条件及实验步骤如下:
1.腐蚀试验取样位置沿试验钢板轧制方向取样和加工,在实验前将试样用600#砂纸进行打磨,保证试样表面平整光滑,每组实验选取的平行试样的数量为3个
2.为保证实验便于进行且不发生电偶腐蚀,采用带皮硬质铜线进行悬挂试样。
3.浸泡腐蚀试验的腐蚀溶液为,10%的NaCl溶液用盐酸将溶液PH值调节至0.85,溶液体积要大于20cc/cm2,腐蚀溶液每24h更换一次保证溶液PH值稳定,将打磨后的试样进行清洗,称量腐蚀前重量(精确到0.1mg),将试样悬挂于装有腐蚀溶液的烧杯中,采用水浴加热的方式控制腐蚀环境的温度,温度保持在30±2℃。
4.腐蚀试验的周期为72h,经过72h的浸泡腐蚀试验后,将试样取出后经过除锈处理,酒精清洗烘干后称量腐蚀后重量(精确到0.1mg),记录腐蚀前后的重量,处理实验数据。
5.按照IMO MSC.289(87)标准要求,平均年腐蚀速率计算公式为:
其中W为:腐蚀前后失重(g);S为:腐蚀试样表面积(cm2);D为:腐蚀试样的密度(g/cm3)。
表4原油储罐内底板钢实施例及对比例腐蚀速率表
上述结果表明:本发明各实施例浸泡腐蚀试验平均年腐蚀速率C.R.ave≤1mm/a,对比例实验钢的耐蚀性较差。
可见,本发明组成范围及制备工艺条件下,所得钢板的耐蚀性能优异,耐蚀性能远远优于普通钢材,约为普通钢材耐蚀性3~4倍,同时本发明钢板钢坯料来源广泛、易得、工艺简洁、经济性好、成本低、适合工业大批量生产,可以广泛用于大型原油储罐,提升原油储罐耐蚀性能,解决了现有大型原油储罐耐蚀性能差,寿命短的问题。
Claims (6)
1.一种耐腐蚀的原油储罐钢板,其特征在于所述原油储罐钢板的化学成分质量百分比为: C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn 0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo 0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti 0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀的原油储罐钢板,其特征在于所述原油储罐钢板中的Ni、Cu、Mo、Ce、S、Mn、Sn、P、Be、C同时满足以下关系式:
4.815≤Cu+30Mo+36.5Sn-Mn≤12.275;
-8.784≤Mo+6.5Sn-123(S+C)≤-1.12。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀的原油储罐钢板,其特征在于:所述原油储罐钢板的显微组织为块状铁素体、针状铁素体、粒状贝氏体。
4. 根据权利要求1所述的耐腐蚀的原油储罐钢板,其特征在于:所述原油储罐钢板的屈服强度Rp0.2≥345Mpa 、抗拉强度Rm≥490Mpa、断后伸长率A≥17%、冲击功-20℃KV2≥80J。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀的原油储罐钢板,其特征在于:所述原油储罐钢板在原油储罐原油腐蚀环境中的平均年腐蚀速率C.R.ave≤1.0mm/a。
6.一种耐腐蚀的原油储罐钢板的制造方法,其特征在于所述制造方法包括以下步骤:
1)按照原油储罐钢的组成成分设计要求进行投料,冶炼并浇注成铸坯;
所述原油储罐钢的组成成分按质量百分比包括:C 0.04~0.08,Si 0.08~0.20,Mn 0.60~1.20,Cu 0.15~0.55,Ni 0.20~0.50,Mo 0.05~0.50,Nb 0.010~0.045,V 0.005~0.050,Ti0.005~0.035,Sn 0.01~0.05,P ≤0.012,S ≤0.005,、Al ≤0.030,O ≤0.0030,N ≤0.0065,Ca 0.0008~0.0050,余量为Fe和其它不可以避免的杂质;
2)将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火工艺处理,得到原油储罐钢板;
所述加热的温度1180~1200℃,保温时间8~14min/cm;
所述粗轧的轧制温度为1040~1080℃,所述粗轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述精轧的轧制温度810~920℃,所述精轧的开轧温度890~920℃、终轧温度810~830℃;所述精轧为多道次轧制,单道次最大压下率为≥12%;
所述冷却的开冷温度745~795℃,降温速率≥9℃/s,所述冷却后得到的铸坯的返红温度为510~550℃。
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