本發明涉及無縫鋼管領域，更具體地說，涉及一種抗h2s/co2腐蝕的超低碳低鉻無縫管線管及其制造方法。

背景技術：

1、目前油氣行業用到的無縫鋼管按用途分，主要分油套管和輸送管線管兩種。如輸送介質中含co2和h2s，在選材時候需要考慮材料的耐腐蝕性。針對抗硫化氫和二氧化碳腐蝕，一般在材料設計上是通過添加一定量的鉻元素來達到抗二氧化碳腐蝕的目的。

2、中國專利cn105648337a公開了一種低碳抗co2正火態無縫管線管及其制造方法，冶煉-鑄錠-鍛造或軋制-穿孔-熱軋-熱處理(正火)，此專利的成分設計，c元素含量過高，cr元素含量偏低，缺少cu、ni、mo等元素，無法驗證是否滿足設計中pcm＜0.24。

3、中國專利cn102199736a公開了一種高強度、抗co2/h2s腐蝕無縫集輸管線管，電爐或轉爐-連鑄-mannesman熱軋-熱處理(調質或正火)，此專利的制造流程采用mannesman熱軋，mannesman連軋機組屬于雙輥斜軋穿孔軋機。中國專利cn106119727a公開了一種高強韌性80ksi以下抗co2腐蝕無縫集輸管線管及其制造方法，轉爐-連鑄-連軋-剝皮-分段-冷定心-cpe機組軋制-熱處理(正火+回火)，此專利的冶煉工藝由轉爐完成，而目前國內低合金和合金鋼冶煉已經逐步被短流程且更環保的電爐取代。在原材料方面比轉爐煉鋼更節約原材料，節約成本。

4、中國專利cn102154593a公開了一種x80鋼級抗腐蝕低溫無縫管線管，電爐-精煉-真空脫氣-連鑄-穿孔-熱軋-熱處理(調質)，此專利的碳元素配比0.08～0.14％，按此配比無法滿足低碳當量的要求；cr元素配比≤0.15％，該專利的cr含量無法滿足抗co2腐蝕要求；mo元素配備0.10～0.20％。

5、現有技術制備的抗腐蝕無縫管線管存在碳、鉻含量高，可焊性低，co2/h2s抗腐蝕性難以滿足實際應用。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種抗h2s/co2腐蝕的超低碳低鉻無縫管線管及其制造方法，通過嚴格控制元素配比，尤其是cr/mo比，結合電爐+精煉+真空處理+模鑄+鍛造的工藝流程制造鋼坯，制備得到超低碳低鉻無縫管線管，具有低cr、低p、低s、低碳當量pcm及優異的抗co2/h2s腐蝕性。

2、本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

3、本發明一方面提供了一種抗h2s/co2腐蝕的超低碳低鉻無縫管線管，其化學成分的質量百分比為：c：0.02～0.05％，si：0.17～0.35％，mn：0.45～0.55％，p≤0.015％，s≤0.003％，ni≤0.20％，cr：2.9～3.1％，mo：0.25～0.35％，cu≤0.20％，al≤0.05％，v≤0.03％，ca≤0.0040％，n≤0.0100％，o≤0.0030％，h≤0.0002％，b≤0.0005％，其余為fe和不可避免的雜質，且cr/mo比為10:1，且滿足pcm≤0.24，pcm＝c+si/30+mn/20+cu/20+ni/60+cr/20+mo/15+v/10+5b。

4、進一步地，所述超低碳低鉻無縫管線管的金相組織為超低碳貝氏體，晶粒度大于8.5級。

5、進一步地，所述超低碳低鉻無縫管線管的屈服強度450～600mpa，抗拉強度535～760mpa，延伸率＞20％，-10℃橫向沖擊功＞250j。

6、進一步地，所述超低碳低鉻無縫管線管的規格φ60.3～457.2mm×3.91～50mm，鋼級x65q，長度10～12米。

7、本發明的配方設計中，各元素的作用：

8、c，是碳素鋼中提高鋼種強度的主要元素之一，同時也是影響pcm碳當量的主要元素。因此設計c：0.02～0.05％。

9、si，是鋼中的常見元素之一。硅和氧的親和力僅次于鋁和鈦，而強于錳、鉻和釩。所以在煉鋼過程中，用作還原劑和脫氧劑，因此一般不低于0.1％；但高于0.5％會影響鋼材的韌性和塑性，因此設計si：0.17～0.35％。

10、mn，是良好的脫氧劑和脫硫劑，能消除或減弱鋼因硫所引起的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。錳能起到細化珠光體的作用，強烈地增加鋼的淬透性。但如果錳含量過高，有使晶粒粗化的傾向，并增加鋼的回火脆敏感性；因此設計mn：0.45～0.55％。

11、p，能造成鋼較嚴重偏析，增加鋼的回火脆性敏感性，一般認為是有害元素，因此設計p≤0.015％。

12、s，一般認為是殘存在鋼中的有害元素，對抗腐蝕性、韌性等不利，一般控制在0.003％以下。

13、ni，是形成和穩定奧氏體的主要合金元素，這方面的作用僅次于碳和氮。能改善鋼的低溫韌性。提高鋼的淬透性。但該元素價格昂貴，沒有特殊的低溫使用要求，盡量不添加。因此設計ni≤0.20％。

14、cr，顯著改善鋼的抗氧化作用，增加鋼的抗腐蝕能力，在本發明中作為主要抗co2腐蝕的元素添加。一般認為隨著cr含量的增加，材料的抗co2能力也顯著增加，但增加到13％左右，會降低抗h2s應力腐蝕的能力。此鋼種即是為了設計一種經濟型的抗co2腐蝕材料，降低鉻的含量使其具有相比普通低碳微合金鋼的腐蝕能力，但如果低于2.9％，也會使抗腐蝕能力大大降低；同時因為普通低碳鋼中如果加入13％左右的鉻元素，鋼的組織為馬氏體組織，該組織會降低材料的抗h2s應力腐蝕能力，因此降低鉻含量，也會改善組織，從而提高材料的抗h2s應力腐蝕能力；另外，過高的cr含量也會增加pcm碳當量，從而降低材料的可焊性。因此設計cr：2.9～3.1％。

15、mo，在鋼中存在于固溶體相和碳化物相中。提高淬透性、提高熱強性、防止回火脆性、提高在某些介質中的抗腐蝕性與防點蝕傾向等。mo：0.25～0.35％。

16、cu，在鋼中的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時。不能在冶金過程中去除，用含銅廢鋼重復冶煉時，其中的殘余銅含量勢將越積越多。銅是稀缺金屬之一，也是戰略物資。因此，一般不應在冶煉中有意加入。考慮到cu也是影響pcm碳當量的因素之一，因此本設計cu≤0.20％。

17、al，與氧、氮有很大的親和力。在鋼中的主要作用是脫氧定氮，并細化晶粒。因此本設計al：≤0.05％。

18、v，和碳、氮、氧都有極強的親和力，與之形成相應的極為穩定的化合物。考慮到它也是影響pcm碳當量的因素之一，因此本設計v：≤0.03％。

19、b，作為殘余元素，越低越好。

20、cr/mo比為10:1，且滿足pcm≤0.24，cr/mo比高于10:1，制備的無縫管線管中，由于碳含量相對較低，如果mo含量相對較低，會影響鋼管的熱處理，使強度降低。

21、本發明另一方面提供一種抗h2s/co2腐蝕的超低碳低鉻無縫管線管的制造方法，生產流程如下：

22、將原料使用電弧爐、二次精煉、真空處理，模鑄成鋼錠，通過鍛造得到圓坯，鍛造比2～10，鍛造后，進行退火，車光得到圓坯，圓坯頭端打定心孔；

23、圓坯使用環形爐加熱至1200～1280℃后，使用pqf穿孔連軋機組軋制成軋態鋼管，

24、軋態鋼管通過900～950℃水淬、600～700℃回火熱處理后，獲得滿足api?spec5l46th?x65q鋼級性能要求的抗h2s/co2腐蝕的超低碳低鉻無縫管線管。

25、本發明的優點和積極效果是：

26、本發明通過嚴格控制各元素比例，尤其是通過同時控制cr/mo，pcm≤0.24，結合電弧爐+二次精煉+真空處理，模鑄、鍛造工藝，協同作用制備的的無縫管線管具有良好的抗co2腐蝕能力、抗h2s應力腐蝕的能力。