高性能石油儲(chǔ)罐用鋼開發(fā).pdf

1、隨著國家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地建設(shè)的展開，對大型石油儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼板的需求日益增加。建造容積在10萬m3以上的大型石油儲(chǔ)罐對罐體材料提出了很高的綜合性能要求:高強(qiáng)度、高韌性、高均勻性和高穩(wěn)定性，同時(shí)具有良好的大線能量焊接性能。迄今為止，我國建造大型石油儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼板基本依賴進(jìn)口，其價(jià)格昂貴且不能保證供貨時(shí)間。針對國內(nèi)石油儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合首鋼公司“高附加值寬厚鋼板產(chǎn)品開發(fā)”項(xiàng)目，進(jìn)行了高性能石油儲(chǔ)罐用鋼開發(fā)。論文主要研究工作和結(jié)

2、果如下:
　　(1)從石油儲(chǔ)罐用鋼的使用性能特點(diǎn)出發(fā)，以國標(biāo)GB19189-2003成分要求為基礎(chǔ)，采用降C添加微量Nb、Ti，降低Mn、Mo含量并嚴(yán)格控制Pcm、S、P的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)路線，確定了高性能石油儲(chǔ)罐用鋼的化學(xué)成分。
　　(2)利用MMS-300熱力模擬試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行高溫淬火實(shí)驗(yàn)和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)，確定了試驗(yàn)鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度、繪制了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)CCT曲線，研究了石油儲(chǔ)罐用鋼的加熱溫度、熱變形及冷卻工藝參數(shù)對組織演變的影

3、響規(guī)律。結(jié)果表明，加熱溫度在1150～1200℃之間奧氏體晶粒均勻細(xì)小，變形提高了試驗(yàn)鋼的相變開始溫度，當(dāng)冷卻速度為25～30℃/s時(shí)，可獲得馬氏體和貝氏體組織。
　　(3)通過對調(diào)質(zhì)熱處理過程中石油儲(chǔ)罐用鋼組織性能變化規(guī)律及機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究，確定了其具有良好的組織形態(tài)與綜合力學(xué)性能的淬火溫度范圍為910～950℃，回火溫度范圍為640～660℃。研究表明:隨著淬火溫度的升高，馬氏體板條束長度方向明顯變長，而寬度方向變化較小，強(qiáng)

4、度呈明顯上升趨勢，延伸率和沖擊功略有降低;隨著回火溫度的升高，強(qiáng)度呈先慢后快的下降趨勢，沖擊功和延伸率逐漸升高，馬氏體板條內(nèi)的位錯(cuò)重新排列形成亞晶粒，高于680℃回火時(shí)碳化物才開始發(fā)生聚集粗化。
　　(4)進(jìn)行了石油儲(chǔ)罐用鋼的控軋和軋后模擬在線直接淬火實(shí)驗(yàn)，研究了奧氏體未再結(jié)晶區(qū)總壓下率、直接淬火溫度、回火溫度等對其組織性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)未再結(jié)晶區(qū)總壓下率為60％、直接淬火溫度在850～910℃之間、回火溫度在640～6

5、80℃范圍內(nèi)時(shí)，試驗(yàn)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。
　　(5)通過對淬火態(tài)下直接淬火鋼和再加熱淬火鋼的組織性能進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，直接淬火鋼因形變熱處理效應(yīng)而有細(xì)小且彌散的碳化物析出，導(dǎo)致其強(qiáng)度高于再加熱淬火鋼的強(qiáng)度，兩者的延伸率相當(dāng)，-20℃的沖擊功均在180J以上。經(jīng)相同回火處理后，沖擊功和延伸率均顯著提高，前者強(qiáng)度的下降幅度小于后者，表現(xiàn)出良好的回火穩(wěn)定性。證實(shí)了采用在線直接淬火工藝是提高石油儲(chǔ)罐用鋼強(qiáng)韌性能的有效手段。

6、r>　　(6)通過斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)、焊接熱模擬試驗(yàn)及氣電立焊焊接試驗(yàn)，深入系統(tǒng)的研究了石油儲(chǔ)罐用鋼的焊接性能，得出了線能量和峰值溫度對焊接熱影響區(qū)組織性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:開發(fā)的石油儲(chǔ)罐用鋼焊接冷裂紋傾向較小，在100kJ/cm的大熱輸入條件下，焊接接頭的強(qiáng)度與母材相當(dāng)，其各部位仍表現(xiàn)出良好的綜合力學(xué)性能。
　　(7)基于實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果設(shè)計(jì)了石油儲(chǔ)罐用鋼板(SG610E)的成分，制定了相應(yīng)的軋制及熱處理工藝制度，成功試