×
18.05.2019
219.017.5c0b

СТАЛЬ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕ- И ГАЗОПРОВОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, а именно к низколегированным сталям, стойким против водородного растрескивания, используемым для изготовления сварных нефте- и газопроводных труб, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера. Предложена сталь для магистральных нефте- и газопроводов, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод - 0,04 - 0,12; марганец - 0,7 - 1,7; кремний - 0,2 - 0,9; ванадий - 0,03 - 0,12; ниобий - 0,02 - 0,08; алюминий - 0,02 - 0,06; азот - 0,004 - 0,010; кальций - 0,001 - 0,02; хром - не более 0,3; никель - не более 0,3; медь - не более 0,3; титан - не более 0,03; сера - не более 0,008; фосфор - не более 0,015; молибден - 0,001-0,15; железо - остальное. Техническим результатом изобретения является получение стали с повышенной вязкостью, стойкой против водородного растрескивания и технологичной. 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии, конкретно к низколегированным сталям, стойким против водородного растрескивания, используемым для изготовления сварных нефте- и газопроводов, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

Низколегированная сталь для магистральных нефте- и газопроводов, работающих в условиях Крайнего Севера, должна сочетать высокую прочность, свариваемость, коррозионную стойкость и стойкость к водородному растрескиванию в агрессивных сульфидосодержащих средах (табл.1).

Известна низколегированная сталь для магистральных нефте- и газопроводов [1], имеющая следующий химический состав, мас.%:
Углерод - 0,20 - 0,40
Кремний - 0,10 - 0,40
Марганец - 0,50 - 1,2
Фосфор - ≤ 0,010
Сера - ≤ 0,003
Хром - 0,080 - 1,50
Молибден - 0,10 - 0,60
Титан - 0,005 - 0,03
Ниобий - 0,005 - 0,10
Алюминий - 0,01 - 0,06
Кальций - 0,001 - 0,005
Азот - 0,0010 - 0,0090
Железо - Остальное
Сталь известного состава имеет низкие вязкостные свойства при температурах испытания -60oС и недостаточную стойкость против водородного растрескивания.

Известна также низколегированная сталь [2] следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 0,05 - 0,15
Марганец - 1,2 - 2,0
Кремний - 0,15 - 0,60
Ванадий - 0,03 - 0,15
Ниобий - 0,005 - 0,10
Алюминий - 0,006 - 0,06
Азот - 0,002 - 0,015
Титан - 0,005 - 0,10
Хром - 0,01 - 0,30
Никель - 0,01 - 0,30
Медь - 0,01 - 0,30
РЗМ - 0,002 - 0,050
Сера - ≤ 0,01
Фосфор - ≤ 0,02
Железо - Остальное
Данная сталь также характеризуется недостаточной вязкостью при отрицательных температурах и имеет низкую стойкость в средах, содержащих сульфидные соединения. Все это не позволяет использовать известную сталь для магистральных нефте- и газопроводов, работающих в условиях Крайнего Севера.

Наиболее близкой по своему химическому составу и свойствам к предлагаемой стали является сталь [3], принятая в качестве прототипа и содержащая, мас.%:
Углерод - 0,03 - 0,11
Марганец - 0,90 - 1,80
Кремний - 0,06 - 0,60
Хром - 0,005 - 0,30
Никель - 0,005 - 0,30
Ванадий - 0,02 - 0,12
Ниобий - 0,03 - 0,10
Титан - 0,010 - 0,040
Алюминий - 0,010 - 0,055
Кальций - 0,001 - 0,005
Сера - 0,0005 - 0,008
Фосфор - 0,0005 - 0,010
Азот - 0,001 - 0,012
Медь - 0,005 - 0,25
Сурьма - 0,0001 - 0,005
Олово - 0,0001 - 0,007
Мышьяк - 0,0001 - 0,008
Железо - Остальное
причем суммарное содержание фосфора Р, сурьмы Sb, мышьяка As и олова Sn должно удовлетворять соотношению: 2P+Sn+Sb+As<0,035.

Недостатки стали известного состава состоят в том, что она характеризуется низкими вязкостными свойствами, в особенности при отрицательных температурах, недостаточной коррозионной стойкостью (не выдерживает испытаний на стойкость против водородного растрескивания). Сталь нетехнологична в производстве, так как требует проведения специальных мероприятий по удалению фосфора, введению сурьмы, олова и мышьяка в регламентированных количествах. Кроме того, сурьма, олово и мышьяк существенно ухудшают механические свойства стали, вследствие чего введение их в качестве легирующих элементов не представляется целесообразным.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении вязкостных свойств, стойкости против водородного растрескивания и технологичности производства стали.

Для решения поставленной технической задачи сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, ниобий, алюминий, азот, кальций, хром, никель, медь, титан, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,04 - 0,12
Марганец - 0,7 - 1,7
Кремний - 0,2 - 0,9
Ванадий - 0,03 - 0,12
Ниобий - 0,02 - 0,08
Алюминий - 0,02 - 0,06
Азот - 0,004 - 0,010
Кальций - 0,001 - 0,020
Хром - ≤ 0,3
Никель - ≤ 0,3
Медь - ≤ 0,30
Титан - ≤ 0,03
Сера - ≤ 0,008
Фосфор - ≤ 0,015
Молибден - 0,001 - 0,15
Железо - Остальное
Углерод в стали предложенного состава определяет ее прочностные свойства. Снижение содержания углерода менее 0,04% приводит к падению прочности ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода сверх 0,12% ухудшает пластичность и вязкость стали.

Марганец введен для раскисления и повышения прочности стали, связывания примесной серы в сульфиды. При содержании марганца менее 0,7% снижается прочность стали и вязкость при отрицательных температурах. Повышение концентрации марганца сверх 1,7% приводит к образованию бейнитной структуры в середине по толщине проката, что снижает хладостойкость и ухудшает сопротивление против водородного растрескивания.

Кремний раскисляет и упрочняет сталь, повышает ее упругие свойства, упрочняет ферритную фазу. При содержании кремния менее 0,2% прочность стали недостаточна. Увеличение содержания кремния более 0,9% приводит к возрастанию количества силикатных неметаллических включений, охрупчивает сталь, ухудшает ее пластичность.

Ванадий и ниобий образуют с углеродом карбиды VC, NbC, а с азотом - нитриды VN, NbN. Мелкие нитриды и карбонитриды ванадия и ниобия располагаются по границам зерен и субзерен, тормозят движение дислокаций и тем самым упрочняют сталь. При содержании ванадия менее 0,03% и ниобия менее 0,02% их влияние недостаточно велико, свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение концентрации ванадия более 0,12% или ниобия более 0,08% вызывает дисперсионное твердение и приводит к охрупчиванию границ зерен. Это ухудшает свойства стали.

Алюминий является раскисляющим и модифицирующим элементом. При содержании алюминия менее 0,02% его воздействие проявляется слабо, сталь имеет низкие механические свойства. Увеличение содержания алюминия более 0,06% приводит к ухудшению свариваемости.

Азот является карбонитридообразующим элементом, упрочняющим сталь. Поэтому при снижении концентрации азота менее 0,004% прочностные свойства стали ниже допустимого уровня. Повышение концентрации азота сверх 0,010% приводит к снижению вязкостных свойств при отрицательных температурах, что недопустимо.

Кальций является модифицирующим элементом. Кроме того, он связывает серу в глобулярные сульфиды, повышая вязкостные свойства стали. При концентрации кальция менее 0,001% его действие проявляется слабо. Увеличение концентрации кальция более 0,02% увеличивает количество и размеры неметаллических включений, ухудшает стойкость против водородного растрескивания.

Хром, никель и медь способствуют повышению прочностных свойств, но при содержании каждого из этих элементов более 0,3% имеет место снижение ударной вязкости стали при отрицательных температурах.

Титан является сильным карбидообразующим элементом, упрочняющим сталь. Однако при сварке титан полностью выгорает, поэтому его количество в стали не должно превышать 0,03%.

Сера и фосфор являются вредными примесями, снижающими пластические и вязкостные свойства. При концентрации серы не более 0,008% и фосфора не более 0,015% их вредное действие проявляется слабо и не приводит к заметному снижению механических свойств стали. В то же время более глубокое удаление серы и фосфора удорожает сталь, делает ее производство нетехнологичным.

Молибден в количестве 0,001-0,15% обеспечивает повышение стойкости данной стали против водородного растрескивания, повышает вязкость при отрицательных температурах. При концентрации молибдена менее 0,001% сталь не выдерживает испытания на стойкость против водородного растрескивания и в горячекатаном состоянии полосы склонны к охрупчиванию. Увеличение концентрации молибдена сверх 0,15% не приводит к дальнейшему улучшению ее механических свойств, а лишь увеличивает затраты на легирующие материалы.

В таблице 2 приведены химические составы сталей с различным содержанием легирующих элементов и примесей, а в таблице 3 - свойства этих же сталей.

Как следует из табл. 2 и 3, сталь предложенного состава (составы 2-4) обладает более высокими вязкостными свойствами при отрицательных температурах, а также повышенной стойкостью против водородного растрескивания. За счет исключения необходимости проведения глубокой десульфурации и дефосфорации повышается технологичность ее производства.

В случаях запредельных значений концентрации легирующих элементов и примесей (составы 1 и 5), а также при использовании стали известного химического состава (состав 6), принятого в качестве прототипа, вязкостные свойства стали ухудшаются. Стали этих составов не выдерживают испытания на стойкость против водородного растрескивания и нетехнологичны в производстве.

Стальдлямагистральныхнефте-игазопроводов,содержащаяуглерод,марганец,кремний,ванадий,ниобий,алюминий,азот,кальций,хром,никель,медь,титан,серу,фосфорижелезо,отличающаясятем,чтоонадополнительносодержитмолибденприследующемсоотношениикомпонентов,мас.%:Углерод-0,04-0,12Марганец-0,7-1,7Кремний-0,2-0,9Ванадий-0,03-0,12Ниобий-0,02-0,08Алюминий-0,02-0,06Азот-0,004-0,010Кальций-0,001-0,02Хром-≤0,3Никель-≤0,3Медь-≤0,3Титан-≤0,03Сера-≤0,008Фосфор-≤0,015Молибден-0,001-0,15Железо-Остальное
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 91.
01.03.2019
№219.016.c93a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к экономнолегированным сталям, предназначенным для изготовления изделий, эксплуатирующихся в агрессивных высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Предложена низколегированная сталь, содержащая, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002283362
Дата охранного документа: 10.09.2006
01.03.2019
№219.016.c9a2

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства нефтепроводов в сейсмических зонах. Способ производства штрипсов из низколегированной стали включает нагрев слябов, их черновую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02242525
Дата охранного документа: 20.12.2004
01.03.2019
№219.016.ca10

Способ производства холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Сталь с содержанием до 2% кремния; 0,1-0,5% алюминия; 0,015-0,065% углерода; 0,05-0,15% фосфора обрабатывают по схеме с двумя холодными прокатками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02203331
Дата охранного документа: 27.04.2003
01.03.2019
№219.016.ca1a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам низколегированных сталей, используемых для изготовления металлических конструкций (строительных, мостовых, шахтных крепей и др.). Техническим результатом изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02200768
Дата охранного документа: 20.03.2003
01.03.2019
№219.016.ca2a

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства магистральных нефте- и газопроводов в северных широтах. Технический результат, решаемый изобретением, состоит в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255123
Дата охранного документа: 27.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca33

Способ повышения долговечности прокатных валков широкополосовых станов горячей прокатки

Изобретение относится к технологии горячей прокатки полос на широкополосовых станах. Задача изобретения - обеспечение равномерного износа валков. Способ включает восстановление исходной активной поверхности бочки валков шлифованием. Прокатку полос выполняют при угле захвата прокатным валком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254180
Дата охранного документа: 20.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca34

Способ непрерывной холодной прокатки полосы с натяжением

Изобретение относится к прокатному производству и может быть применено при изготовлении полос на непрерывных широкополосных станах холодной прокатки. Задача изобретения - обеспечение устойчивости процесса прокатки за счет создания такой модели управления процессом прокатки, которая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259896
Дата охранного документа: 10.09.2005
01.03.2019
№219.016.ca45

Способ прокатки полосы с круглыми утолщениями по кромкам

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее, к горячей сортовой прокатке, и может быть использовано при изготовлении полос с круглыми утолщениями по кромкам, в частности заготовок дверных петель автомобилей. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении точности круглых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002257970
Дата охранного документа: 10.08.2005
01.03.2019
№219.016.caaa

Подшипник шестеренного валка

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве подшипника шестеренных клетей прокатных станов. Подшипник шестеренного валка включает верхний и нижний вкладыши скольжения, на внутренних цилиндрических и наружных торцевых поверхностях которых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222395
Дата охранного документа: 27.01.2004
01.03.2019
№219.016.cac4

Способ производства толстолистовой низколегированной стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки. Технический результат состоит в повышении механических свойств листа и увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225887
Дата охранного документа: 20.03.2004
Показаны записи 1-10 из 54.
20.02.2019
№219.016.c4c0

Антенное устройство и устройство управления распределением мощности по раскрыву антенны

Изобретения относятся к антенной технике и могут быть использованы при разработке антенных устройств для РЛС, преимущественно малой и средней дальности обнаружения. Техническим результатом является повышение энергетических и точностных характеристик указанных РЛС, обеспечение формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02184411
Дата охранного документа: 27.06.2002
01.03.2019
№219.016.c9a2

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства нефтепроводов в сейсмических зонах. Способ производства штрипсов из низколегированной стали включает нагрев слябов, их черновую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02242525
Дата охранного документа: 20.12.2004
01.03.2019
№219.016.ca10

Способ производства холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Сталь с содержанием до 2% кремния; 0,1-0,5% алюминия; 0,015-0,065% углерода; 0,05-0,15% фосфора обрабатывают по схеме с двумя холодными прокатками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02203331
Дата охранного документа: 27.04.2003
01.03.2019
№219.016.ca1a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам низколегированных сталей, используемых для изготовления металлических конструкций (строительных, мостовых, шахтных крепей и др.). Техническим результатом изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02200768
Дата охранного документа: 20.03.2003
01.03.2019
№219.016.ca2a

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства магистральных нефте- и газопроводов в северных широтах. Технический результат, решаемый изобретением, состоит в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255123
Дата охранного документа: 27.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca40

Способ напыления алюминиевого газотермического покрытия на заготовки для нагрева их под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при нагреве непрерывнолитых слябов из низколегированной стали под прокатку и последующей их прокатке. Предложенный способ напыления алюминиевого газотермического покрытия на прямоугольные стальные слябы для нагрева их под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256002
Дата охранного документа: 10.07.2005
01.03.2019
№219.016.cac4

Способ производства толстолистовой низколегированной стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки. Технический результат состоит в повышении механических свойств листа и увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225887
Дата охранного документа: 20.03.2004
01.03.2019
№219.016.cac5

Способ производства толстого листа

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения толстых листов из низколегированной теплоустойчивой стали для котлостроения. Технический результат изобретения, состоит в повышении механических свойств толстого листа, исключении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225886
Дата охранного документа: 20.03.2004
01.03.2019
№219.016.d152

Способ производства штрипсов из низколегированной ниобийванадиевой стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к режимам производства на непрерывном широкополосном стане штрипсов для изготовления труб магистральных нефте- и газопроводов. Способ включает горячую прокатку штрипсов с регламентированной температурой конца прокатки, охлаждение и смотку в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02195504
Дата охранного документа: 27.12.2002
01.03.2019
№219.016.d155

Способ горячей прокатки полос из сталей с карбонитридным упрочнением

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к режимам прокатки полос из низколегированных сталей на непрерывном широкополосном стане. Слябы нагревают до температуры 1100-1250С и выдерживают в течение 3-5 ч. Многопроходную черновую прокатку ведут с суммарным обжатием не менее 80%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02195505
Дата охранного документа: 27.12.2002
+ добавить свой РИД