本发明涉及用于石油运输用钢管的
技术领域：
，具体涉及一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管及其制备方法。
背景技术：
：石油长输管线用管一般采用直缝或螺旋埋弧焊管。欧美、日本等发达国家和地区，高强度管线用钢管主要以直缝埋弧焊管为主。而中国则在螺旋埋弧焊管的制造技术方面具有一定的优势。同时，近年来的研究表明，螺旋埋弧焊管在管道止裂方面，较直缝埋弧焊管更有优势。因而，发展高强韧性螺旋埋弧焊管，不失为一条具有中国特色的油气长输管道的路线。常用的螺旋埋弧焊管表面有一层极薄的氧化铬薄膜，称作钝化膜。该薄膜能阻止金属继续氧化，故使焊管有较强的耐腐蚀性能。但是，焊管表面的钝化膜由于钢中存在的缺陷、杂质和溶质的不均匀性，使钝化膜在这些地方较为脆弱，在特定的腐蚀性溶液中容易被破坏，破坏的部分便成为活化的阳极，周围区域为阴极区，阳极的面积非常小时，阳极的电流密度很大，活性溶解加速，遂成为许多针状小孔，成为“孔蚀”。含有co2、cl2的油气，孔蚀点附近会发生较强烈的cl-吸附和金属的较快溶解，当金属表面上有o2吸附的点被cl-取代时孔蚀即会发展。由于o2和cl-的可逆竞相吸附产生cl-的络合离子而破坏钝化膜，此络合物水解以后又生成络合离子和cl-。在酸性油气中，蚀孔内ph降低，也引起金属离子的加速溶解。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，应用于石油运输，具有较强的耐酸性腐蚀性能。本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％-1.50％，碳：0.01％-0.04％，镍：0.5％-2.00％，钼：0.25％-1.50％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％-0.20％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质。通过采用上述技术方案，控制铬含量，保证其可以形成钝化膜——氧化铬薄膜，对焊管的表面进行耐腐性保护。降低碳含量，与此同时，调配镍与铬的含量，保证焊管具有较好的强度。通过引入并控制硅的含量，使焊管对浓硝酸具有较好的耐蚀性，扩大了焊管的耐蚀范围。通过引入并控制钼与铜的含量，使焊管还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀，进一步的扩大了焊管的耐蚀范围；并且钼还可以改善点蚀和耐缝隙腐蚀性能。若为了增强耐腐蚀性能而一味的降低碳含量，一味的增加某种组分的含量，则不仅不会提高焊管的耐腐性能，而且会使焊管的强度不达标。但是各组分的含量配比按照本发明中列出的特定配比，则可在满足强度要求的同时，使其具有较强的耐腐蚀性能。作为优选，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.80％-1.00％，碳：0.01％-0.04％，镍：1.0％-1.50％，钼：0.50％-1.00％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.10％-0.15％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质。本发明的第二个目的是提供一种具有更好的耐晶间腐蚀性能的耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管。本发明的第二个目的通过以下技术方案来实现：一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％-1.50％，碳：0.01％-0.04％，镍：0.5％-2.00％，钼：0.25％-1.50％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％-0.20％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质；钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.01％-0.10％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％-1.00％。通过采用上述技术方案，通过引入并控制钛的含量，进一步减少焊管的腐蚀倾向，从而提高其耐腐蚀性能。本发明的第三个目的是提供一种改善抗应力腐蚀性能的耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管。本发明的第三个目的通过以下技术方案来实现：一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％-1.50％，碳：0.01％-0.04％，镍：0.5％-2.00％，钼：0.25％-1.50％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％-0.20％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质；钢管母材还含有如下重量百分比的组分：铌：0.005％-0.01％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：铌：0.01％-0.03％。通过采用上述技术方案，引入并控制铌的含量，可以改善焊管的抗应力腐蚀性能，从而使其在运输石油过程中，可以在抵抗应力的作用下发挥其耐腐性能，保证石油在运输过程中不会泄露。本发明的第四个目的是提供一种可以改善焊管表面精度从而避免孔蚀发生的耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管。本发明的第四个目的通过以下技术方案来实现：一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％-1.50％，碳：0.01％-0.04％，镍：0.5％-2.00％，钼：0.25％-1.50％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％-0.20％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质；钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.003％-0.005％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.01％-0.03％。通过采用上述技术方案，焊管表面的钝化膜由于钢中存在的缺陷、杂质和溶质的不均匀性，使钝化膜在这些地方较为脆弱，在特定的腐蚀性溶液中容易被腐蚀而破坏，破坏的部分活性溶解加速，形成“孔蚀”。引入硒并控制其加入量，可以改善焊管表面的精度，减少焊管中存在的缺陷，从而减少形成“孔蚀”的点，提高焊管的耐腐蚀性能。本发明的第五个目的是提供一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管的制备方法，包括如下操作步骤：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、内焊、外焊、飞剪、管端扩径、水压试验、超声探伤、管端倒棱和成品检验；其中，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％-1.50％，碳：0.01％-0.04％，镍：0.5％-2.00％，钼：0.25％-1.50％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.50％-1.00％，氮：0.003％-0.01％，余量为铁和不可避免杂质；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％-0.20％，镍：0.5％-1.00％，钼：0.02％-0.10％，铜：0.10％-0.30％，硅：0.35％-0.80％，余量为铁和不可避免杂质。作为优选，所述钢管母材的厚度为25mm，所述钢管母材为采用热轧卷板卷制为管状体，管状体的焊缝呈螺旋分布。作为优选，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.01％-0.10％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％-1.00％。作为优选，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：铌：0.005％-0.01％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：铌：0.01％-0.03％。作为优选，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.003％-0.005％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.01％-0.03％。通过采用上述技术方案，进一步改善并提高本发明中石油输送用螺旋埋弧焊管的耐酸性腐蚀性能及抗应力腐蚀性能。综上所述，本发明具有如下有益效果：(1)通过引入不同组分并控制各组分的配比，改善了石油输送用螺旋埋弧焊管的耐腐蚀性能，适用于石油运输用的焊管，耐ssc试验中最佳达到1195h未断裂。(2)降低碳含量，与此同时，调配镍与铬的含量，保证焊管具有较好强度的同时，达到提高焊管耐腐蚀性的目的。(3)通过引入并控制硒、铌、钛，提高了本发明的焊管的耐酸性腐蚀性能。具体实施方式实施例1一种耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管，通过如下操作步骤制备得到：抗大变形热轧卷板开卷、矫平，为钢管的成型做准备；铣边：包括去除多余板边的粗铣和x型坡口的精铣，开坡口的目的是保证卷板在焊接过程中能够焊透，并提高焊接速度，改善焊缝形貌，减小焊接线能量，降低焊接残余应力和焊接热输入对焊接热影响区组织和性能的影响，提高焊缝热影响区的性能；预弯；成型：将经过预弯的带钢按一定的曲率半径在三辊成型器中制成所需管径的螺旋状圆筒；焊接：对螺旋成型的钢管初始接缝部位先进行内焊缝三丝埋弧焊、再在半个螺距处外焊缝进行四丝埋弧焊焊接，内焊、外焊工艺均采用s、p杂质含量较低的高韧性埋弧焊焊丝和焊剂，并采用激光焊缝自动跟踪装置；飞剪：按照要求把连续成型焊接好的钢管切割成所需长度的钢管；管端扩径：在钢管管端300mm范围进行冷扩径，对钢管管端进行整圆，控制钢管管端尺寸，提高现场管线施工的效率；静水水压试验；超声探伤：对焊缝进行超声自动探伤和管端超声波手探；管端倒棱：对钢管管端进行坡口加工；成品检验。制备方法中各步骤操作按照上述描述即可使本领域技术普通技术人员实现，在此不再赘述。其中，钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.50％，碳：0.04％，镍：0.5％，钼：0.25％，铜：0.10％，硅：0.50％，氮：0.003％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.20％，镍：0.5％，钼：0.02％，铜：0.10％，硅：0.35％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。以下实施例2-实施例19中的耐腐蚀的石油输送用螺旋埋弧焊管的制备方法与实施例1相同，仅钢管母材与焊缝中的组分与含量不同。实施例2实施例2中的钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.80％，碳：0.01％，镍：1.0％，钼：0.5％，铜：0.10％，硅：0.50％，氮：0.003％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.15％，镍：0.5％，钼：0.02％，铜：0.10％，硅：0.35％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。实施例3实施例3中的钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：1.00％，碳：0.04％，镍：1.5％，钼：1.0％，铜：0.30％，硅：1.00％，氮：0.01％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.10％，镍：1.0％，钼：0.1％，铜：0.30％，硅：0.8％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。实施例4实施例4中的钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.95％，碳：0.035％，镍：1.2％，钼：0.85％，铜：0.20％，硅：0.85％，氮：0.007％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.12％，镍：0.85％，钼：0.08％，铜：0.20％，硅：0.55％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。实施例5实施例5中的钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：1.50％，碳：0.01％，镍：2.0％，钼：1.5％，铜：0.30％，硅：1.00％，氮：0.01％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.05％，镍：1.0％，钼：0.1％，铜：0.30％，硅：0.8％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。实施例6实施例6中的钢管母材包括如下重量百分比的组分：铬：0.90％，碳：0.025％，镍：1.45％，钼：0.75％，铜：0.25％，硅：0.95％，氮：0.065％；焊缝包括如下重量百分比的组分：碳：0.13％，镍：0.75％，钼：0.08％，铜：0.25％，硅：0.65％；焊缝与钢管母材中不可避免的杂质s＜0.003％，p＜0.01％。实施例7实施例7中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.50％。实施例8实施例8中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.01％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％。实施例9实施例9中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.10％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：1.00％。实施例10实施例10中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：铌：0.005％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：铌：0.01％。实施例11实施例11中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：铌：0.008％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：铌：0.02％。实施例12实施例12中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：铌：0.01％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：铌：0.03％。实施例13实施例13中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.003％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.01％。实施例14实施例14中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.005％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.02％。实施例15实施例15中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.004％；焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.03％。实施例16实施例16中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.005％，铌：0.008％。焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.03％，铌：0.03％实施例17实施例17中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.003％，钛：0.1％。焊缝还含有如下重量百分比的组分：硒：0.01％，钛：0.05％。实施例18实施例18中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：钛：0.01％，铌：0.008％。焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％，铌：0.03％实施例19实施例19中的焊管与实施例1中的区别在于，钢管母材还含有如下重量百分比的组分：硒：0.01％，铌：0.008％，钛：0.01％。焊缝还含有如下重量百分比的组分：钛：0.05％，铌：0.03％，硒：0.01％。对比例1对比例1与实施例1的区别在于，钢管母材组分中碳的重量百分比为0.06％。焊缝组分中碳的重量百分比为0.25％。对比例2对比例2与实施例1的区别在于，钢管母材组分中钼的重量百分比为1.75％。焊缝组分中钼的重量百分比为0.15％。对比例3对比例3与实施例1的区别在于，钢管母材组分中硅的重量百分比为0.25％。焊缝组分中硅的重量百分比为0.15％。对比例4对比例4与实施例1的区别在于，钢管母材组分中硅的重量百分比为1.75％。焊缝组分中硅的重量百分比为0.95％。对比例5对比例5与实施例1的区别在于，钢管母材组分中氮的重量百分比为0.02％。对比例6对比例6与实施例1的区别在于，钢管母材组分中铜的重量百分比为0.4％。焊缝组分中铜的重量百分比为0.4％。对比例7对比例7与实施例1的区别在于，钢管母材组分中镍的重量百分比为2.50％。焊缝组分中镍的重量百分比为1.3％。性能测试采用gb/t228标准将实施例1-19和对比例1-7的焊管进行屈服强度和抗拉强度测试，其他机械性能参照qj/ctg24-2015。测试结果见表1和表2所示。表1实施例1-19的石油输送用螺旋埋弧焊管的性能测试结果表2对比例1-7的石油输送用螺旋埋弧焊管的性能测试结果由表1证明，按照本发明的组分及配比制备的石油输送用螺旋埋弧焊管，其各项机械性能及强度之间达到均衡，并且均可以满足焊管的强度要求。焊管表面出现缺陷的概率为0.05，产品的各项性能较优。由表2的检测结果结合表1可知，本发明中的组分其配比是有特定要求的，若将氮、铜、镍、硅、钼、碳的含量调整至超出本发明给出的范围，则会导致焊管的整体各项机械性能均下降。此外，还会导致焊管表面出现缺陷的概率由0.05增大到了0.3，严重影响到了焊管的品质。耐ssc试验：将实施例1-19、对比例1-7的焊管试样浸渍到试验液中，浸渍时间为1200h，施加屈服应力的90％作为外加应力，观察试样有无开裂。其中，试验液为在20％氯化钠水溶液(液体温度25℃，h2s：0.1个大气压，co2：0.9个大气压的气氛)中加入乙酸及乙酸钠，调节ph为3.5。测试结果见表3所示。表3耐ssc试验测试结果项目抗硫化氢应力腐蚀试验(ssc)实施例1900h不断裂，1000h断裂实施例2900h不断裂，1000h断裂实施例3900h不断裂，1000h断裂实施例4900h不断裂，1000h断裂实施例5900h不断裂，1000h断裂实施例6900h不断裂，1000h断裂实施例71000h不断裂，1100h断裂实施例81000h不断裂，1100h断裂实施例91000h不断裂，1100h断裂实施例101000h不断裂，1100h断裂实施例111000h不断裂，1100h断裂实施例121000h不断裂，1100h断裂实施例131100h不断裂，1150h断裂实施例141100h不断裂，1180h断裂实施例151000h不断裂，1100h断裂实施例161100h不断裂，1150h断裂实施例171100h不断裂，1150h断裂实施例181100h不断裂，1150h断裂实施例191195h不断裂，1200h断裂对比例1720h不断裂，900h断裂对比例2720h不断裂，900h断裂对比例3720h不断裂，900h断裂对比例4720h不断裂，900h断裂对比例5720h不断裂，900h断裂对比例6720h不断裂，900h断裂对比例7720h不断裂，900h断裂结合表3中的数据，比较实施例1与对比例1-7可知，将碳、钼、硅、氮、铜、镍的用量限定在本申请所保护的范围内，有利于提高焊管的耐腐蚀性能及抗ssc性能。并且本发明中的石油输送用螺旋埋弧焊管其耐腐蚀性能得到了很大的提高，最佳达到1195h不断裂的耐腐蚀性能。比较实施例1与实施例7-9可知，本发明中钛的加入，减少了焊管的晶间腐蚀倾向，从而提高了焊管的耐腐蚀性能。比较实施例1与实施例10-12可知，本发明中铌的加入，可以改善焊管的抗应力腐蚀性能，使其可以在抵抗应力的作用下发挥其耐腐性能，从而使实施例10-12的耐ssc性能由于实施例1。比较实施例1与实施例13-15可知，硒通过改善并减少焊管中存在的缺陷，从而减少形成“孔蚀”的点，提高焊管的耐腐蚀性能，使实施例13-15的耐腐蚀性能优于实施例1。实施例1与实施例16-19可知，硒、铌、钛之间两两组合后加入本发明的焊管组分中的耐腐蚀效果优于单独加入的效果；三种全部加入后(实施例19)的耐ssc性能最佳。上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12