一種耐海水腐蝕管材的製作方法
2023-12-11 08:44:22 3
一種耐海水腐蝕管材的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐海水腐蝕管材，管材中各組分以質量百分比記為：C0.07～0.12％，Mn0.30～0.60％，Si0.20～0.50％，Cr0.80-1.20％，Mo0.05～0.40％，Al0.40～0.80％，S≤0.035％，P≤0.05％，餘量為Fe及不可避免的雜質。本發明所述的耐海水腐蝕管材具有優良的耐海水腐蝕及衝刷性能，高耐磨性、高強度，是沿海電廠、沿海油田、沿海天然氣及石化廠輸送水、油氣、及其含海水介質的最理想管路及製作設備。
【專利說明】一種耐海水腐蝕管材
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐海水腐蝕管材。
【背景技術】
[0002]鋼鐵材料損耗的主要形式是腐蝕，在海洋工程中採用的主要用於潮汐/海水發電、跨海橋梁、海底容器、碼頭、海水淡化裝置、鑽井平臺等的鋼鐵材料也同樣面臨著這些問題。海水腐蝕主要有3種形式:(I)海水全浸腐蝕，由於海水中鹽分高，相當於NaCl (氯化鈉)水溶液，其中的Cl離子能破壞鋼鐵材料上的氧化膜，從而加速腐蝕；(2)海洋大氣腐蝕，海洋大氣中還有大量的海鹽離子，其腐蝕程度相當於8倍的乾燥大氣腐蝕程度；(3)飛濺區(潮差區)腐蝕，由於環境是乾濕交替，所以會加速介質混合速度，同時也會加速氧氣的供給，從而加速腐蝕，同時二價鐵也會轉變為三價鐵，這樣的產物不但不會抑制腐蝕，反而會促進腐蝕的進行。
[0003]海水結構用鋼的腐蝕防護一直是海洋工程領域中的主要課題之一。目前防腐措施主要有(I)陽極保護或塗覆耐腐蝕圖層，但實踐證明飛濺區仍腐蝕嚴重，效果較差；(2)採用不鏽鋼材料，但同時會大幅增加建造成本，不經濟。因此，工業界急需有低成本的耐海水腐蝕用鋼材料。
【發明內容】
[0004]本發明為了 解決現有技術中的不足而提供一種抗腐蝕能力強、價格低、性能優異的新型耐海水腐蝕管材。
[0005]為達到上述目的，本發明採用的技術方案為:
[0006]一種新型耐海水腐蝕管材，其材料配方組成為:C0.07~0.12%, Mn0.30~
0.60 %, Si0.20 ~0.50 %, Cr0.80-1.20 %, Mo0.05 ~0.40 %, A10.40 ~0.80 %,S≤0.035%, P ( 0.05%，餘量為Fe及不可避免的雜質。
[0007]因為海水中含有大量的Cl離子，而Cl離子對Ni有置換作用，故lCrl8Ni9Ti鋼管在長期浸泡在海水中極易被點腐蝕，使用壽命只有幾個月，長的也只有兩年時間，襯膠管雖然暫時能防腐，但外表極易損傷，長時間在海水中膠層易老化變脆，時間不長就會脫落。A3管防腐也只是解決了材料的表面性能，在安裝運輸等過程中極易損壞，當表面層受損後，裡面的A3管很快就會腐蝕，本產品中的Al與空氣重的氧氣反應生成A1203保護膜，既防腐又耐磨，加之本產品中的Cr和Mo離子在海水中能自動補充因Cl離子對鋼材造成點腐蝕形成的空隙，形成堅強的保護層，而使腐蝕不再向縱深發展，經過沿海掛片試驗，本產品在海水中每年的腐蝕量為0.05-0.1毫米，所以一般壁厚在8毫米左右的管板使用壽命將在30-50年之久，而且焊接性能較好，無需特殊焊接要求，安裝極易方便。該材料的管板價格只有lCrl8Ni9Ti的同種規格管徑價格的二分之一，與A3加防腐的價格基本相等，單使用壽命是其棺材的5-10倍。本產品是沿海電廠、沿海油田、沿海天然氣及石化廠輸送水、油氣、及其含海水介質的最理想管路及製作設備。[0008]C可提高不鏽鋼的強度，但又顯著降低鋼的塑性及韌性，C與鋼中鉻結合導致鉻貧化而引起晶間腐蝕和耐蝕性下降，所以一般控制C0.07~0.12%，既能保持一定的強度，同時兼顧優異的塑性及韌性。
[0009]在煉鋼過程中Mn是良好的脫氧劑和脫硫劑，能提高強度、硬度和淬性，改善熱加工性能，但是Mn量增高會減弱抗腐蝕性能，降低焊接性能。
[0010]Si能顯著提高鋼的彈性極限、屈服點和抗拉強度，Si與Cr、Mo結合能提高抗腐蝕性和抗氧化性，但是Si量增加會降低的焊接性能。
[0011]Cr對鋼的不鏽性和耐腐蝕性有決定意義，隨著Cr含量的增加,不僅在氧化性酸介質中耐腐蝕提高，而且大大提高氯化物溶液中耐應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕能力,但Cr含量的提高也增加了產品的價格，同時需要提高Mo元素的配合，耐腐蝕性才有顯著的提高，同時Mo能顯著促進Cr在鈍化膜中富集，從而提高了鋼的耐腐蝕性，但是Mo是比較貴重的合金元素，綜合衡量 價格及性能等方面，確定材料中Mo0.05~0.40%。
[0012]加入少量的Al會細化晶粒，提高衝擊韌性，與Cr、Si合用可顯著提高鋼的耐高溫腐蝕能力，但是Al會影響鋼的熱加工性能、焊接性能及切削加工性能，我們控制Al含量在
0.40 ~0.80%。
[0013]S在鋼中的溶解度很低，過多的S將大量形成低熔點的宮頸非金屬夾雜物，沿晶界分布，常常導致鋼的熱塑性下降、耐點蝕性降低，所以一般控制在< 0.035%。
[0014]P 一般情況下是鋼中的有害元素，會增加鋼的脆性及耐腐蝕性，希望儘量降低，但是目前冶煉方法中去除P有相當難度，所以一般要求小於等於0.05%是比較合理的。
[0015]作為本發明所述的新型耐海水腐蝕管材的一種優選方案，材料配方中的Mo含量優選0.15~0.35%，更優選0.20~0.35%。
[0016]作為本發明所述的新型耐海水腐蝕管材的一種優選方案，材料配方中的P含量優選≤ 0.035%。
[0017]有益效果:
[0018]耐腐蝕性能好，一般使用壽命在30-50年；焊接性能好，無需特殊焊接要求，安裝極易方便；價格比同等性能產品低很多，是沿海電廠、沿海油田、沿海天然氣及石化廠輸送水、油氣、及其含海水介質的最理想管路及製作設備。
【具體實施方式】
[0019]以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0020]實施例1
[0021]一種新型耐海水腐蝕管材，管材中各組分以質量百分比記為:C0.07%,Mn0.30%,Si0.20%、Cr0.80%、Mo0.05%、A10.40%、S0.035%,P0.05%,餘量為 Fe 及不可避免的雜質。
[0022]實施例2
[0023]一種新型耐海水腐蝕管材，管材中各組分以質量百分比記為:C0.07%,Mn0.30%,Si0.50%,Crl.2%,Mo0.40%,A10.40%,S0.02%,P0.03%，餘量為 Fe 及不可避免的雜質。
[0024]實施例3
[0025]一種新型耐海水腐蝕管材，管材中各組分以質量百分比記為:C0.12%,Mn0.60%,Si0.40%, Cr 1.0%,Mo0.30%,A10.80%, S0.02%,P0.03%，餘量為 Fe 及不可避免的雜質。
[0026]實施例4
[0027]一種新型耐海水腐蝕管材，管材中各組分以質量百分比記為:C0.1 % > Mn0.45%,Si0.30%, Cr0.09%, Mo0.30%, A10.60%, S0.02%, P0.02%，餘量為 Fe 及不可避免的雜質。
[0028]雖然說明書中對本發明的實施方式進行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應限定本發明的保護範圍。在不脫離本發明宗旨的範圍內進行各種省略、置換和變更均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種耐海水腐蝕管材，其特徵在於:管材中各組分以質量百分比記為:C0.07~0.12%,Mn0.30 ~0.60%，Si0.20 ~0.50%，Cr0.80-1.20%，Mo0.05 ~0.40%，A10.40 ~0.80%, S≤0.035%, P ( 0.05%，餘量為Fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的耐海水腐蝕管材,其特徵在於:材料配方中的Mo含量0.15~0.35%。
3.根據權利要求1所述的耐海水腐蝕管材,其特徵在於:材料配方中的Mo含量0.20~0.35%。
4.根 據權利要求1所述的耐海水腐蝕管材，其特徵在於:材料配方中的P含量(0.035%。
【文檔編號】C22C38/22GK103966514SQ201410232476
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】丁紀章 申請人:江蘇三耐特鋼有限公司