RU2709077C1 - Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it - Google Patents

Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it Download PDF

Info

Publication number
RU2709077C1
RU2709077C1 RU2018145627A RU2018145627A RU2709077C1 RU 2709077 C1 RU2709077 C1 RU 2709077C1 RU 2018145627 A RU2018145627 A RU 2018145627A RU 2018145627 A RU2018145627 A RU 2018145627A RU 2709077 C1 RU2709077 C1 RU 2709077C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
content
slabs
thickness
rolling
Prior art date
Application number
RU2018145627A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Червонный
Сергей Викторович Головин
Максим Вячеславович Самохвалов
Евгений Викторович Горелов
Олег Александрович Багмет
Ольга Александровна Баранова
Марина Юрьевна Соколова
Original Assignee
Акционерное общество "Выксунский металлургический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" filed Critical Акционерное общество "Выксунский металлургический завод"
Priority to RU2018145627A priority Critical patent/RU2709077C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709077C1 publication Critical patent/RU2709077C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy. To achieve technical result, method of rolled metal production includes steel melting, out-of-furnace treatment with application of evacuation means with provision of hydrogen content in steel of not more than 2 ppm, continuous casting of steel on slabs, heating of slabs to temperature of 1,150–1,250 °C, preliminary and final rolling with accelerated cooling. Steel contains, wt %: C 0.02–0.08, Mn 0.30–1.2, Si 0.10–0.70, Nb 0.005–0.09, Al 0.025–0.045, Ti 0.01–0.023, Ni 0.01–0.3, Cu≤0.3, Cr≤1.0, N≤0.0045, S≤0.0015, P≤0.010, V≤0.10, Ca 0.0005–0.006, Ba 0.0005–0.006, iron and unavoidable impurities – balance at performance of ratios of 10×C+Mn+(1-10×Nb)=2±0.4, as well as Ca/S=1.5÷2.5. Segregation coefficient does not exceed 1.5. Heated slabs are subjected to rolling in 2–4 stages, at that, total reduction of slabs at preliminary stage is 40-70 % with the multiplicity of the rolled product relative to the thickness of the finished product, equal to 3.2–5.2, and parameters of rolling at final stage are determined depending on content in chromium steel. Produced rolled metal with thickness of 9.0 mm to 30.0 mm is accelerated to 350–650 °C at rate of 10–30 °C/s, after which sheets with thickness of 12 mm and more are cooled in the area of slow cooling, and sheets with thickness of less than 12 mm are cooled in calm air.
EFFECT: production of rolled sheet and pipes with increased resistance to hydrogen and hydrogen sulphide cracking under stress, resistance to general corrosion, as well as low-temperature viscosity with temperature of viscoelastic transition (T50) less than -40 °C, impact viscosity value (KCV-40) more than 250 J/cm2.
5 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката из низколегированной стали и электросварных труб большого диаметра классов прочности К48-К56, стойких к сероводородному растрескиванию и общей коррозии.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of rolled steel from low alloy steel and large diameter electric welded pipes of strength classes K48-K56, resistant to hydrogen sulfide cracking and general corrosion.

К сталям, стойким к сероводородному растрескиванию, предъявляются высокие требования по хладостойкости - обеспечение высокой ударной вязкости при температурах до -60°С и доли вязкой составляющей в изломе образца после испытаний падающим грузом на уровне 70-80% при температурах до -20°С. С целью достижения комплекса прочностных характеристик и хладостойкости проката трубных марок сталей требуется применение микролегирующих элементов (Nb, Ti), а также повышенной концентрации в стали марганца и углерода и использование классической технологии контролируемой прокатки, обеспечивающей формирование протяженных межфазовых границ.The steels resistant to hydrogen sulfide cracking are subject to high cold resistance requirements - providing high impact strength at temperatures up to -60 ° C and the share of the viscous component in the fracture of the sample after testing with a falling load of 70-80% at temperatures up to -20 ° C. In order to achieve a set of strength characteristics and cold resistance of rolled steel grades, it is necessary to use microalloying elements (Nb, Ti), as well as an increased concentration of manganese and carbon in steel and the use of classical technology of controlled rolling, which ensures the formation of extended interphase boundaries.

Известен способ производства коррозионностойких горячекатаных листов толщиной 12-21 мм из низколегированной стали с пределом прочности от 510 до 550 МПа, включающий аустенизацию непрерывнолитой заготовки при температуре 1190-1230°С, черновую прокатку при температуре не ниже 960°С на толщину, составляющую не менее 5,5 толщины готового листа с относительными обжатиями за проход не менее 10%, подстуживание раската, чистовую прокатку, начинаемую для листа конечной толщины до 16 мм включительно при температуре 900-930°С, а для листа конечной толщины более 16 мм - при температуре 870-900°С и завершаемую для листа конечной толщины до 16 мм включительно при температуре 880±10°С, а для листа конечной толщины более 16 мм - при температуре 850±10°С, ускоренное охлаждение листов до температуры 430-470°С со скоростью не менее 20°С/с и последующее их замедленное охлаждение в стопе (патент РФ 2581696, 20.04.2016). При этом сталь имеет следующий состав, мас. %:A known method for the production of corrosion-resistant hot-rolled sheets with a thickness of 12-21 mm from low alloy steel with a tensile strength of 510 to 550 MPa, including austenization of continuously cast billets at a temperature of 1190-1230 ° C, rough rolling at a temperature of at least 960 ° C for a thickness of at least 5.5 thicknesses of the finished sheet with relative reductions per pass of at least 10%, reinforcing the roll, finishing rolling, starting for a sheet of final thickness up to 16 mm inclusive at a temperature of 900-930 ° C, and for a sheet of final thickness more than 16 m - at a temperature of 870-900 ° C and completed for a sheet of final thickness up to 16 mm inclusive at a temperature of 880 ± 10 ° C, and for a sheet of final thickness more than 16 mm - at a temperature of 850 ± 10 ° C, accelerated cooling of sheets to a temperature of 430 -470 ° C at a rate of at least 20 ° C / s and their subsequent delayed cooling in the foot (RF patent 2581696, 04/20/2016). In this case, the steel has the following composition, wt. %:

углеродcarbon 0,04-0,0700.04-0.070 кремнийsilicon 0,20-0,300.20-0.30 марганецmanganese 0,90-1,100.90-1.10 хромchromium 0,20-0,300.20-0.30 никельnickel не более 0,25no more than 0.25 медьcopper не более 0,25no more than 0.25 молибденmolybdenum не более 0,35no more than 0,35 титанtitanium 0,004-0,0090.004-0.009 ванадийvanadium не более 0,06no more than 0,06 ниобийniobium 0,02-0,0350.02-0.035 азотnitrogen не более 0,007no more than 0,007 алюминийaluminum 0,02-0,040.02-0.04 сераsulfur не более 0,001no more than 0,001 фосфорphosphorus не более 0,010no more than 0,010 железо и примесиiron and impurities остальноеrest

Вместе с этим суммарное содержание Cr+Ni+Cu не превышает 0,70%, углеродный эквивалент Сэ≤0,40%, параметр стойкости против растрескивания при сварке Pcm≤0,21%.At the same time, the total content of Cr + Ni + Cu does not exceed 0.70%, the carbon equivalent of Ce is ≤0.40%, and the parameter of resistance to cracking during welding is Pcm≤0.21%.

Недостатками этого технического решения являются недостаточно высокая прочность и хладостойкость проката в сочетании со стойкостью к сероводородному растрескиванию и ограничение по максимальной толщине проката.The disadvantages of this technical solution are the insufficiently high strength and cold resistance of the rolled product in combination with the resistance to hydrogen sulfide cracking and the limitation on the maximum thickness of the rolled product.

Наиболее близким аналогом по совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому изобретению, выбранный за прототип, является способ производства толстолистового проката для изготовления сероводородостойких электросварных газонефтепроводных труб большого диаметра категории прочности Х42-Х56. Последний включает выплавку, внепечную обработку жидкой стали с обеспечением содержания водорода в стали не более 2 ppm, непрерывную разливку на слябы, нагрев слябов до температуры 1150-1250°С, предварительную деформацию слябов, осуществляемую при температуре 1000-1150°C с суммарным обжатием 50-70% в три стадии (суммарное обжатие 10-25% в продольном направлении относительно оси сляба, суммарное обжатие 20-35% в поперечном направлении относительно оси сляба, суммарное обжатие 40-70% с величиной частного обжатия не менее 15% в продольном направлении относительно оси сляба), окончательную деформацию с суммарным обжатием 60-80% в интервале температур от 950°С до Ar3+(30-50)°С, ускоренное охлаждение листов до температур 400-550°С со скоростью 15-35°С/с, причем охлаждение листов толщиной до 20 мм осуществляют на спокойном воздухе со скоростью 0,05-0,15°С/с, а листов большей толщины - в стопе со скоростью 0,0015-0,0035°С/с (патент РФ 2653954, 15.05.2018). При этом сталь имеет следующий химический состав, мас. %:The closest analogue in terms of the set of features and the achieved result to the proposed invention, selected as a prototype, is a method of producing plate for the manufacture of hydrogen sulfide-resistant electric-welded gas and oil pipes of large diameter strength category X42-X56. The latter includes smelting, out-of-furnace treatment of liquid steel with a hydrogen content of no more than 2 ppm, continuous casting into slabs, heating of slabs to a temperature of 1150-1250 ° C, preliminary deformation of slabs carried out at a temperature of 1000-1150 ° C with a total compression of 50 -70% in three stages (total reduction of 10-25% in the longitudinal direction relative to the axis of the slab, total reduction of 20-35% in the transverse direction relative to the axis of the slab, total reduction of 40-70% with a partial reduction of at least 15% in the longitudinal direction relative about the axis of the slab), the final deformation with a total rolling reduction of 60-80% in the temperature range from 950 ° C to A r3 + (30-50) ° C, accelerated cooling sheets to temperatures 400-550 ° C at a rate of 15-35 ° C / s, and cooling sheets up to 20 mm thick is carried out in calm air at a speed of 0.05-0.15 ° C / s, and sheets of larger thickness in the foot at a speed of 0.0015-0.0035 ° C / s (patent RF 2653954, 05.15.2018). In this case, the steel has the following chemical composition, wt. %:

углеродcarbon 0,04-0,080.04-0.08 марганецmanganese 0,8-1,30.8-1.3 кремнийsilicon 0,10-0,350.10-0.35 ниобийniobium 0,02-0,060.02-0.06 ванадийvanadium 0,005-0,050.005-0.05 молибденmolybdenum 0,01-0,020.01-0.02 алюминийaluminum 0,015-0,050.015-0.05 титанtitanium 0,005-0,0250.005-0.025 никельnickel 0,01-0,50.01-0.5 медьcopper 0,1-0,50.1-0.5 хромchromium 0,01-0,50.01-0.5 азотnitrogen 0,004-0,0120.004-0.012 сераsulfur не более 0,002no more than 0,002 фосфорphosphorus не более 0,015no more than 0.015 кальцийcalcium 0,0005-0,0050.0005-0.005 железо, неизбежные примеси и водородiron, inevitable impurities and hydrogen остальноеrest

Вместе с этим обеспечивается выполнение соотношения Ca/S=1,0÷2,0, величина углеродного эквивалента Сэкв, рассчитываемого по формуле Сэкв=C+Mn/6+(Cr+(Nb+Ti)/15+(Cu+Ni)/15, составляет не более 0,38, параметр стойкости против растрескивания Pcm, рассчитываемый по формуле Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/15, составляет не более 0,21, суммарное содержание Nb и Ti в стали не более 0,06 мас. %, суммарное содержание в стали Cr, Ni и Cu - не более 0,6 мас. %.Along with this, the ratio Ca / S = 1.0 ÷ 2.0 is satisfied, the carbon equivalent value С equiv calculated according to the formula С equiv = C + Mn / 6 + (Cr + (Nb + Ti) / 15 + (Cu + Ni ) / 15, is not more than 0.38, the cracking resistance parameter Pcm, calculated by the formula P cm = C + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Si / 30 + Ni / 15, is not more than 0.21, the total the content of Nb and Ti in the steel is not more than 0.06 wt.%, the total content in the steel of Cr, Ni and Cu is not more than 0.6 wt.%.

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокий уровень прочности и хладостойкости в сочетании с требованиями по сопротивлению водородному и сероводородному растрескиванию под напряжением, а также низкий уровень стойкости к общей коррозии и недостаточная стойкость к образованию блистерингов при проведении испытаний на водородное растрескивание.The disadvantage of this technical solution is the insufficiently high level of strength and cold resistance in combination with the requirements for resistance to hydrogen and hydrogen sulfide cracking under stress, as well as a low level of resistance to general corrosion and insufficient resistance to the formation of blisterings during testing for hydrogen cracking.

Согласно предлагаемому изобретению листовой прокат для изготовления хладостойких газонефтепроводных труб классов прочности К48-К56, предназначенных для транспортировки сероводородсодержащих углеводородов, должен отвечать следующему комплексу свойств:According to the invention, sheet metal for the manufacture of cold-resistant gas and oil pipes of strength classes K48-K56, intended for the transportation of hydrogen sulfide-containing hydrocarbons, must meet the following set of properties:

- для класса прочности К48 - временное сопротивление разрыву (σв) не менее 470 МПа, предел текучести (σт) не менее 350 МПа;- for strength class K48 - temporary tensile strength (σ in ) not less than 470 MPa, yield strength (σ t ) not less than 350 MPa;

- для класса прочности К50 - σв не менее 500 МПа, σт не менее 370 МПа;- for strength class K50 - σ at least 500 MPa, σ t at least 370 MPa;

- для класса прочности К52 - σв не менее 510 МПа и σт не менее 380 МПа;- for strength class K52 - σ at least 510 MPa and σ t at least 380 MPa;

- для класса прочности К56 - σв не менее 550 МПа и σт не менее 410 МПа.- for strength class K56 - σ at least 550 MPa and σ t at least 410 MPa.

При этом показатели испытаний на стойкость к растрескиванию, инициированному водородом, в соответствии с NACE ТМ0284, должны соответствовать следующим значениям:At the same time, the parameters of tests for resistance to cracking initiated by hydrogen, in accordance with NACE TM0284, must correspond to the following values:

- коэффициент длины трещин CLR не более 3,0%;- CLR crack length coefficient of not more than 3.0%;

- коэффициент толщины трещин CTR, равный 0%;- crack thickness coefficient CTR equal to 0%;

- коэффициент чувствительности к растрескиванию CSR, равный 0%.- coefficient of sensitivity to cracking CSR equal to 0%.

Вместе с этим при испытаниях на сульфидное коррозионное растрескивание в соответствии с NACE ТМ0177 должно обеспечиваться отсутствие дефектов в образце, испытываемом при приложении к нему напряжения величиной 80% от σт в течение 720 часов.At the same time when tested in the sulfide stress corrosion cracking, in accordance with NACE TM0177 be ensured free from defects in the sample under test upon application of a voltage value of 80% of σ m for 720 hours.

Кроме того, одним из требований к прокату, предназначенному для производства труб для транспортировки нефти, является стойкость к общей коррозии, скорость которой не должна превышать 0,5 мм/год в среде, содержащей 5% NaCl и 400-500 мг/л H2S.In addition, one of the requirements for rolled products intended for the production of pipes for oil transportation is resistance to general corrosion, the rate of which should not exceed 0.5 mm / year in an environment containing 5% NaCl and 400-500 mg / l H 2 S.

Техническим результатом данного изобретения является получение листового проката и труб категории прочности К48-К56 с повышенными показателями сопротивления водородному и сероводородному растрескиванию под напряжением, стойкости к общей коррозии, а также низкотемпературной вязкостью с температурой вязкохрупкого перехода (Т50) менее -40°С, величиной ударной вязкости (KCV-40) более 250 Дж/см2.The technical result of this invention is to obtain rolled sheets and pipes of strength category K48-K56 with increased resistance to stress hydrogen and hydrogen sulfide cracking, resistance to general corrosion, as well as low temperature viscosity with a viscous-brittle transition temperature (T 50 ) less than -40 ° C, impact strength (KCV -40 ) over 250 J / cm 2 .

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства листового проката, включающем выплавку стали, внепечную обработку с использованием средств вакуумирования с обеспечением содержания водорода в стали не более 2 ppm, непрерывную разливку стали на слябы, нагрев слябов до температуры 1150-1250°С, предварительную и окончательную прокатку с ускоренным охлаждением, согласно изобретению прокат производят из стали следующего химического состава, мас. %:The specified technical result is achieved in that in a method for the production of sheet metal, including steel smelting, out-of-furnace treatment using vacuum pumps with a hydrogen content of steel no more than 2 ppm, continuous casting of steel into slabs, heating of slabs to a temperature of 1150-1250 ° C, preliminary and final rolling with accelerated cooling, according to the invention, the hire is made of steel of the following chemical composition, wt. %:

углеродcarbon 0,02-0,080.02-0.08 марганецmanganese 0,3-1,20.3-1.2 кремнийsilicon 0,10-0,70.10-0.7 ниобийniobium 0,005-0,090.005-0.09 алюминийaluminum 0,025-0,0450.025-0.045 титанtitanium 0,01-0,0230.01-0.023 никельnickel 0,01-0,30.01-0.3 медьcopper не более 0,3no more than 0.3 хромchromium не более 1,0no more than 1,0 азотnitrogen не более 0,0045no more than 0,0045 сераsulfur не более 0,0015no more than 0,0015 фосфорphosphorus не более 0,010no more than 0,010 ванадийvanadium не более 0,10no more than 0.10 кальцийcalcium 0,0005-0,0060.0005-0.006 барийbarium 0,0005-0,0060.0005-0.006 железо и неизбежные примесиiron and inevitable impurities остальноеrest

при выполнении следующих соотношений:when performing the following ratios:

10×C+Mn+(1-10×Nb)=2±0,4, где С, Mn, Nb - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %;10 × C + Mn + (1-10 × Nb) = 2 ± 0.4, where C, Mn, Nb is the content of the corresponding chemical elements in steel, wt. %;

Ca/S=1,5÷2,5, где Са, S - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %;Ca / S = 1.5 ÷ 2.5, where Ca, S - content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. %;

Сталь разливается непрерывным способом в слябы толщиной 200-355 мм коэффициент ликвации K, определяемый из соотношения K=(СО×MnO)/(СП×MnП), где СО и СП, MnO и MnП - содержание углерода и марганца в стали соответственно в осевой и поверхностной зоне сляба, мас. %, составляет не более 1,5.Steel is poured continuously into slabs with a thickness of 200-355 mm, segregation coefficient K, determined from the ratio K = (С О × Mn O ) / (С П × Mn П ), where С О and С П , Mn O and Mn П - content carbon and manganese in steel, respectively, in the axial and surface zones of the slab, wt. % is not more than 1.5.

Деформация нагретых слябов осуществляется в 2-4 стадии с суммарным обжатием слябов на предварительной стадии прокатки 40-70% и кратностью получаемого подката относительно толщины готового проката, равной 3,2-5,2.The deformation of the heated slabs is carried out in stages 2-4 with a total compression of the slabs at the preliminary rolling stage of 40-70% and the multiplicity of the rolled product relative to the thickness of the finished product, equal to 3.2-5.2.

Параметры прокатки в окончательной стадии, а именно температура начала прокатки (ТНП, °С) и температура завершения прокатки (ТКП, °С), а также температура начала охлаждения проката (ТНО, °С) определяются в зависимости от содержания в стали хрома (Cr, мас. %), при этомThe rolling parameters in the final stage, namely, the temperature of the start of rolling (T NP , ° C) and the temperature of the end of rolling (T KP , ° C), as well as the temperature of the start of cooling of the rolling (T BUT , ° C) are determined depending on the content in the steel chromium (Cr, wt.%), while

если Cr≤0,55, то используются следующие формулы:if Cr≤0.55, then the following formulas are used:

ТНП=(Ае3+312-(12,2÷15,8)×h)±30,T NP = (Ae3 + 312- (12.2 ÷ 15.8) × h) ± 30,

ТКП=(Ае3+51-(2,3÷2,8)×h)±30,T KP = (Ae3 + 51- (2.3 ÷ 2.8) × h) ± 30,

ТНО=(Ае3-110+(1,7÷2,7)×h)±30,T BUT = (Ae3-110 + (1.7 ÷ 2.7) × h) ± 30,

где Ае3 - температура начала ферритного превращения, °Сwhere Ae3 is the temperature of the onset of ferrite transformation, ° С

h - толщина готового проката, мм,h is the thickness of the finished product, mm,

а при Cr>0,55, используются следующие формулы:and at Cr> 0.55, the following formulas are used:

ТНП=(Ае3+360-(18,7÷20,1)×h)±40,T NP = (Ae3 + 360- (18.7 ÷ 20.1) × h) ± 40,

ТКП=(Ае3+150-(8,7÷9,4)×h)±30,T KP = (Ae3 + 150- (8.7 ÷ 9.4) × h) ± 30,

ТНО=(Ae3-120+(0,5÷0,8)×h)±30,T BUT = (Ae3-120 + (0.5 ÷ 0.8) × h) ± 30,

Далее прокат толщиной от 9,0 до 30,0 мм ускоренно охлаждается до температуры 350-650°С со скоростью 10-30°С/с, после чего листы толщиной от 12 мм и более охлаждаются на участке замедленного охлаждения, а листы толщиной менее 12 мм охлаждаются на спокойном воздухе.Further, rolled products with a thickness of 9.0 to 30.0 mm are rapidly cooled to a temperature of 350-650 ° C at a speed of 10-30 ° C / s, after which sheets of a thickness of 12 mm or more are cooled in the delayed cooling section, and sheets with a thickness of less than 12 mm are cooled in calm air.

Кроме того, в случае производства проката для труб, предназначенных для транспортировки нефти, величина углеродного эквивалента Сэкв ограничивается значением не более 0,40 мас. %, величина параметра стойкости против растрескивания Pcm ограничивается значением не более 0,24 мас. %, при суммарном содержании в стали ниобия и титана не более 0,06 мас. % и суммарном содержании в стали хрома, никеля и меди не более 1,4 мас. %. В случае производства проката для труб, предназначенных для транспортировки газа, величина Сэкв ограничивается значением не более 0,38 мас. %, величина Pcm ограничивается значением не боле 0,21 мас. %, при суммарном содержании в стали ниобия и титана не более 0,10 мас. % и суммарном содержании в стали хрома, никеля и меди не более 0,6 мас. %. При этом Сэкв и Pcm для обоих случаев рассчитываются по следующим формулам:In addition, in the case of production of rolled products for pipes intended for the transportation of oil, the carbon equivalent value of C equiv is limited to a value of not more than 0.40 wt. %, the parameter resistance to cracking Pcm is limited to a value of not more than 0.24 wt. %, with a total content in the steel of niobium and titanium of not more than 0.06 wt. % and the total content in the steel of chromium, nickel and copper is not more than 1.4 wt. % In the case of production of rolled products for pipes intended for the transportation of gas, the value of C equiv is limited to a value of not more than 0.38 wt. %, the value of Pcm is limited to a value of not more than 0.21 wt. %, with a total content of niobium and titanium in steel of not more than 0.10 wt. % and the total content in the steel of chromium, nickel and copper is not more than 0.6 wt. % Moreover, C equiv and Pcm for both cases are calculated by the following formulas:

Cэкв=C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15,C equiv = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15,

Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5В,P cm = C + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5V,

где С, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, В - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %where C, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu, Si, B - the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. %

Представленные ограничения по содержанию химических элементов, описанные требования к выплавке стали позволяют обеспечивать достижение требований при испытаниях на растрескивание, инициированное водородом, а также стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Дополнительное легирование медью, никелем и хромом способствует обеспечению низкой скорости общей коррозии и позволяет повысить прочность проката.The presented restrictions on the content of chemical elements, the described requirements for steel smelting make it possible to ensure the achievement of requirements in cracking tests initiated by hydrogen, as well as resistance to stress corrosion cracking. Additional alloying with copper, nickel and chromium helps to ensure a low rate of general corrosion and improves the strength of rolled products.

Соблюдение температурных режимов прокатки в установленных рамках за счет контролируемой степени наклепа аустенитного зерна обеспечивает формирование необходимого класса прочности и высокого уровня хладостойкости без ухудшения стойкости к водородному растрескиванию и сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением. Ограничение по температуре начала охлаждения также связано с обеспечением формирования структуры листового проката, состоящей преимущественно из квазиполигонального феррита и бейнита.Compliance with the temperature conditions of rolling within the established framework due to the controlled degree of hardening of austenitic grain ensures the formation of the required strength class and a high level of cold resistance without impairing resistance to hydrogen cracking and sulfide stress corrosion cracking. The limitation on the temperature of the onset of cooling is also associated with the formation of the structure of sheet metal, consisting mainly of quasi-polygonal ferrite and bainite.

Трубы, изготовленные из данного листового проката, характеризуются высоким уровнем хладостойкости, стойкости к водородному растрескиванию и сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением в сочетании с низкой скоростью общей коррозии как основного металла, так и сварного соединения.Pipes made from this sheet metal are characterized by a high level of cold resistance, resistance to hydrogen cracking and sulfide stress corrosion cracking in combination with a low rate of general corrosion of both the base metal and the welded joint.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Выплавка стали произведена в кислородном конвертере. После выпуска проведена обработка металла в ковше на участке внепечной обработки стали, включающей раскисление, легирование, дегазацию, рафинировку и модифицирование кальцием и силикобарием, а также вакуумирование стали. Разливка жидкой стали проведена на МНЛ3. Химический состав стали представлен в таблице 1.Steel is smelted in an oxygen converter. After the release, metal processing in the ladle at the out-of-furnace steel processing section was carried out, including deoxidation, alloying, degassing, refining and modification with calcium and silicobarium, as well as steel evacuation. The casting of liquid steel was carried out on MNL3. The chemical composition of steel is presented in table 1.

Прокатка слябов размером 200÷355×1500÷1950×2700÷3870 мм на листы толщиной 9,0, 18,0, 28,0 и 30,0 мм произведена на одноклетьевом реверсивном стане «5000». Нагрев слябов под прокатку произведен до температур 1170±10°С для листов толщиной 28,0 и 30,0 мм и 1200±10°С для листов толщиной 9,0 и 18,0 мм. Предварительная деформация осуществлялась с суммарным обжатием 40-70% в 1÷3 стадии. Кратность подката перед окончательной стадией составляла 4,4 для листов толщиной 9,0 и 18,0 мм, 3,7 - для листов толщиной 28,0 и 30,0 мм. Окончательная деформация осуществлялась за 5-13 проходов в интервале температур, определенном по описанным выше формулам, аналогично определена температура начала ускоренного охлаждения, произведенного сразу после окончательной стадии прокатки со скоростью 10-15°С/с до температур 450÷650°С. Далее листы толщиной 9,0 мм охлаждали на спокойном воздухе, листы толщиной 18,0, 28,0 и 30,0 мм охлаждались в стопах на участке замедленного охлаждения.Slabs with sizes 200 ÷ 355 × 1500 ÷ 1950 × 2700 ÷ 3870 mm were rolled into sheets with a thickness of 9.0, 18.0, 28.0 and 30.0 mm on a single-shaft reversible mill “5000”. The slabs for rolling were heated to temperatures of 1170 ± 10 ° C for sheets with a thickness of 28.0 and 30.0 mm and 1200 ± 10 ° C for sheets with a thickness of 9.0 and 18.0 mm. Preliminary deformation was carried out with a total compression of 40-70% in stages 1–3. The multiplicity of the tackle before the final stage was 4.4 for sheets with a thickness of 9.0 and 18.0 mm, 3.7 for sheets with a thickness of 28.0 and 30.0 mm. The final deformation was carried out in 5-13 passes in the temperature range determined by the above formulas, the temperature of the onset of accelerated cooling produced immediately after the final stage of rolling at a speed of 10-15 ° C / s to temperatures 450 ÷ 650 ° C was similarly determined. Further, sheets of thickness 9.0 mm were cooled in calm air, sheets of thickness 18.0, 28.0 and 30.0 mm were cooled in feet at the slow cooling section.

Технологические параметры прокатки и комплекс достигнутых характеристик проката представлены в таблицах 2 и 3. Комплекс характеристик основного металла труб, изготовленных из данного проката, соответствует свойствам проката, коррозионные и механические характеристики представлены в таблице 4.The technological parameters of rolling and the set of achieved characteristics of rolled products are presented in tables 2 and 3. The complex of characteristics of the base metal of pipes made from this rolled product corresponds to the properties of rolled products, corrosion and mechanical characteristics are presented in table 4.

В таблицах 5 и 6 представлены параметры производства проката с отклонениями от указанных ограничений.Tables 5 and 6 show the parameters of rolled metal production with deviations from these restrictions.

Представленные результаты испытаний подтверждают, что предложенный способ производства позволяет получить прокат и трубы классов прочности К48-К56 с обеспечением высокого уровня хладостойкости, сопротивления водородному и сероводородному растрескиванию и низкой скоростью общей коррозии.The presented test results confirm that the proposed production method allows to obtain rolled products and pipes of strength classes K48-K56 with a high level of cold resistance, resistance to hydrogen and hydrogen sulfide cracking and a low rate of general corrosion.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (37)

1. Способ производства проката для изготовления труб категории прочности К48-К56, стойких к сероводородному растрескиванию и общей коррозии, включающий выплавку стали, внепечную обработку с использованием средств вакуумирования с обеспечением содержания водорода в стали не более 2 ppm, непрерывную разливку стали на слябы, нагрев слябов до температуры 1150-1250°С, предварительную и окончательную прокатку с ускоренным охлаждением, отличающийся тем, что слябы получают из стали следующего химического состава, мас. %:1. Method for the production of rolled products for the production of pipes of strength category K48-K56, resistant to hydrogen sulfide cracking and general corrosion, including steel smelting, after-furnace treatment using vacuum means with a hydrogen content of steel no more than 2 ppm, continuous casting of steel into slabs, heating slabs to a temperature of 1150-1250 ° C, preliminary and final rolling with accelerated cooling, characterized in that the slabs are obtained from steel of the following chemical composition, wt. %: углеродcarbon 0,02-0,080.02-0.08 марганецmanganese 0,3-1,20.3-1.2 кремнийsilicon 0,10-0,70.10-0.7 ниобийniobium 0,005-0,090.005-0.09 алюминийaluminum 0,025-0,0450.025-0.045 титанtitanium 0,01-0,023            0.01-0.023 никель nickel 0,01-0,30.01-0.3 медьcopper не более 0,3            no more than 0.3 хромchromium не более 1,0            no more than 1,0 азотnitrogen не более 0,0045            no more than 0,0045 сераsulfur не более 0,0015            no more than 0,0015 фосфорphosphorus не более 0,010no more than 0,010 ванадийvanadium не более 0,10no more than 0.10 кальцийcalcium 0,0005-0,0060.0005-0.006 барийbarium 0,0005-0,006            0.0005-0.006 железо и iron and неизбежные примеси inevitable impurities остальноеrest
при выполнении соотношений:when fulfilling the relations: 10×C+Mn+(1-10×Nb)=2±0,4,10 × C + Mn + (1-10 × Nb) = 2 ± 0.4, где С, Mn, Nb - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %,where C, Mn, Nb - content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. % Ca/S=1,5÷2,5,Ca / S = 1.5 ÷ 2.5, где Са, S - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %,where Ca, S is the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. % при этом коэффициент ликвации K определяют из соотношения:wherein the segregation coefficient K is determined from the ratio: K=(CO×MnO)/(СП×MnП)≤1,5,где СО и СП, MnO и MnП - содержание углерода и марганца в стали соответственно в осевой и поверхностной зонах сляба, мас. %,K = (C O × Mn O ) / (С П × Mn П ) ≤1.5, where С О and С П , Mn O and Mn П are the content of carbon and manganese in steel, respectively, in the axial and surface zones of the slab, wt . % нагретые слябы подвергают деформации в 2-4 стадии, при этом суммарное обжатие слябов на предварительной стадии прокатки составляет 40-70% при кратности получаемого подката относительно толщины готового проката, равной 3,2-5,2,heated slabs are subjected to deformation in 2-4 stages, while the total compression of the slabs at the preliminary stage of rolling is 40-70% with a multiplicity of the rolled product relative to the thickness of the finished product, equal to 3.2-5.2, параметры прокатки в окончательной стадии, а именно температуру начала прокатки (ТНП, °С) и температуру завершения прокатки (ТКП, °С), а также температуру начала охлаждения проката (ТНО, °С) определяют в зависимости от содержания в стали хрома (Cr, мас. %), при этомrolling parameters in the final stage, namely, the temperature of the start of rolling (T NP , ° C) and the temperature of the end of rolling (T KP , ° C), as well as the temperature of the beginning of cooling of the rolling (T BUT , ° C) are determined depending on the content in the steel chromium (Cr, wt.%), while если Cr≤0,55, то ТНП, ТКП и ТНО определяют по формулам:if Cr≤0.55, then T NP , T KP and T BUT is determined by the formulas: ТНП=(Ае3+312-(12,2÷15,8)×h)±30,T NP = (Ae 3 + 312- (12.2 ÷ 15.8) × h) ± 30, ТКП=(Ае3+51-(2,3÷2,8)×h)±30,T KP = (Ae 3 + 51- (2.3 ÷ 2.8) × h) ± 30, THO=(Ae3-110+(1,7÷2,7)×h)±30,T HO = (Ae 3 -110+ (1.7 ÷ 2.7) × h) ± 30, где Ае3 - температура начала ферритного превращения, °С,where Ae 3 is the temperature of the onset of ferrite transformation, ° C, h - толщина готового проката, мм,h is the thickness of the finished product, mm, если Cr>0,55, то ТНП, ТКП и ТНО определяют по формулам:if Cr> 0.55, then T NP , T KP and T BUT are determined by the formulas: ТНП=(Ае3+360-(18,7÷20,1)×h)±40,T NP = (Ae 3 + 360- (18.7 ÷ 20.1) × h) ± 40, ТКП=(Ае3+150-(8,7÷9,4)×h)±30,T KP = (Ae 3 + 150- (8.7 ÷ 9.4) × h) ± 30, THO=(Ae3-120+(0,5÷0,8)×h)±30,T HO = (Ae 3 -120+ (0.5 ÷ 0.8) × h) ± 30, затем полученный прокат толщиной от 9,0 мм до 30,0 мм ускоренно охлаждают до 350-650°С со скоростью 10-30°С/с, после чего листы толщиной от 12 мм и более охлаждают на участке замедленного охлаждения, а листы толщиной менее 12 мм охлаждают на спокойном воздухе.then the rolled products with a thickness of 9.0 mm to 30.0 mm are rapidly cooled to 350-650 ° C at a speed of 10-30 ° C / s, after which sheets of a thickness of 12 mm or more are cooled in the delayed cooling section, and the sheets are thick less than 12 mm are cooled in calm air. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величина углеродного эквивалента Сэкв (мас. %) составляет не более 0,40, при этом Сэкв определяют по формуле:2. The method according to p. 1, characterized in that the carbon equivalent C eq (wt.%) Is not more than 0.40, while C eq is determined by the formula: Сэкв=C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15,С equiv = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15, где С, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %,where C, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu - the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. % величина параметра стойкости против растрескивания Pcт (мас. %) составляет не боле 0,24, при этом Pcт определяют по формуле:the value of the parameter of resistance to cracking P ct (wt.%) is not more than 0.24, while P ct is determined by the formula: Pcт=C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5В,P ct = C + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5V, где С, Mn, Cr, Cu, Si, Ni, Mo, V, В - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %, при этом суммарное содержание в стали ниобия и титана составляет не более 0,06 мас. %, а суммарное содержание в стали хрома, никеля и меди составляет не более 1,4 мас. %.where C, Mn, Cr, Cu, Si, Ni, Mo, V, B is the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. %, while the total content in the steel of niobium and titanium is not more than 0.06 wt. %, and the total content in the steel of chromium, nickel and copper is not more than 1.4 wt. % 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величина углеродного эквивалента Сэкв (мас. %) составляет не более 0,38, при этом Сэкв определяют по формуле:3. The method according to p. 1, characterized in that the carbon equivalent C eq (wt.%) Is not more than 0.38, while C eq is determined by the formula: Сэкв=C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15,С equiv = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V + Nb + Ti) / 5 + (Ni + Cu) / 15, где С, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %,where C, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ni, Cu - the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. % величина параметра стойкости против растрескивания Pcт (мас. %) составляет не боле 0,21, при этом Pcт определяют по формуле:the value of the parameter of resistance to cracking P ct (wt.%) is not more than 0.21, while P ct is determined by the formula: Pcт=C+(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5В,P ct = C + (Mn + Cr + Cu) / 20 + Si / 30 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5V, где С, Mn, Cr, Cu, Si, Ni, Mo, V, В - содержание в стали соответствующих химических элементов, мас. %,where C, Mn, Cr, Cu, Si, Ni, Mo, V, B is the content in the steel of the corresponding chemical elements, wt. % при этом суммарное содержание в стали ниобия и титана составляет не более 0,10 мас. %, а суммарное содержание в стали хрома, никеля и меди составляет не более 0,6 мас. %.the total content in the steel of niobium and titanium is not more than 0.10 wt. %, and the total content in the steel of chromium, nickel and copper is not more than 0.6 wt. % 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что сталь разливают непрерывным способом в слябы толщиной 200-355 мм.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the steel is poured continuously in slabs with a thickness of 200-355 mm 5. Труба категории прочности К48-К56, стойкая к сероводородному растрескиванию и общей коррозии, изготовленная из проката, отличающаяся тем, что она изготовлена из проката, полученного способом по любому из пп. 1-4.5. A pipe of strength category K48-K56, resistant to hydrogen sulfide cracking and general corrosion, made of rolled metal, characterized in that it is made of rolled metal obtained by the method according to any one of claims. 1-4.
RU2018145627A 2018-12-20 2018-12-20 Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it RU2709077C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145627A RU2709077C1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145627A RU2709077C1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709077C1 true RU2709077C1 (en) 2019-12-13

Family

ID=69006784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145627A RU2709077C1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709077C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057629A (en) * 2007-08-08 2009-03-19 Jfe Steel Kk High strength steel pipe for low temperature use having excellent buckling resistance and weld heat-affected zone toughness, and method for producing the same
RU2519720C2 (en) * 2012-08-15 2014-06-20 Октрытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of making strips from low-alloy steel
RU2581696C1 (en) * 2015-01-19 2016-04-20 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel
RU2653954C2 (en) * 2016-02-02 2018-05-15 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of manufacturing thick-sheet rolled stock for manufacturing of electrically welded gas-and-oil pipes of large diameter category x42-x56, resistant against hydrogen-induced cracking in h2s-containing media
RU2675307C1 (en) * 2017-12-14 2018-12-18 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057629A (en) * 2007-08-08 2009-03-19 Jfe Steel Kk High strength steel pipe for low temperature use having excellent buckling resistance and weld heat-affected zone toughness, and method for producing the same
RU2519720C2 (en) * 2012-08-15 2014-06-20 Октрытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of making strips from low-alloy steel
RU2581696C1 (en) * 2015-01-19 2016-04-20 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel
RU2653954C2 (en) * 2016-02-02 2018-05-15 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Method of manufacturing thick-sheet rolled stock for manufacturing of electrically welded gas-and-oil pipes of large diameter category x42-x56, resistant against hydrogen-induced cracking in h2s-containing media
RU2675307C1 (en) * 2017-12-14 2018-12-18 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6107437B2 (en) Manufacturing method of low-alloy high-strength seamless steel pipe for oil wells with excellent resistance to sulfide stress corrosion cracking
WO2018043570A1 (en) Steel and oil well steel pipe
JP5655984B2 (en) H-section steel and its manufacturing method
JP7134230B2 (en) Steel for low yield ratio, ultra-high strength coiled tubing and its manufacturing method
US10597760B2 (en) High-strength steel material for oil well and oil well pipes
KR101988144B1 (en) High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same
EP2305850B1 (en) High-strength thick steel products excellent in toughness and weldability, high-strength ultra-thick h shape steel and processes for manufacturing both
JP5439973B2 (en) High-strength thick steel plate having excellent productivity and weldability and excellent drop weight characteristics after PWHT, and method for producing the same
WO2009093728A1 (en) Hollow member and method for manufacturing same
JP2022177108A (en) Steel section having thickness of at least 100 mm and method of manufacturing the same
RU2581696C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel
RU2613265C1 (en) Method of producing hot-rolled sheets from low-alloyed tube steel of k60 strength grade for longitudinal electric-welded pipes
KR20170128574A (en) Thick steel sheet for structural pipe, method for manufacturing thick steel sheet for structural pipe, and structural pipe
JP2010106298A (en) Method for manufacturing thick steel plate excellent in weldability and ductility in plate thickness direction
EP2551366A1 (en) High-strength electrical-resistance-welded steel pipe and manufacturing method therefor
RU2544326C1 (en) Manufacturing method of low alloyed steel plates with increased corrosion resistance
JP7221476B2 (en) Steel material excellent in resistance to hydrogen-induced cracking and its manufacturing method
RU2583536C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets for construction of steel structures (versions)
JP6988836B2 (en) Ultra-low yield ratio high-strength thick steel sheet and its manufacturing method
EP3330398B1 (en) Steel pipe for line pipe and method for manufacturing same
RU2653954C2 (en) Method of manufacturing thick-sheet rolled stock for manufacturing of electrically welded gas-and-oil pipes of large diameter category x42-x56, resistant against hydrogen-induced cracking in h2s-containing media
RU2615667C1 (en) Method of producing hot-rolled sheets of low-alloyed steel of k65 strength grade for longitudinal electric-welded pipes
RU2709077C1 (en) Method of producing rolled metal for making pipes of strength category k48-k56, resistant to hydrogen sulphide cracking and general corrosion, and pipe made from it
CN114729426B (en) Hot-rolled steel sheet for resistance-welded steel pipe, method for producing same, line pipe, and building structure
RU2593803C1 (en) Method for production of pipe steel plate, micro alloyed with boron