戰(zhàn)略石油儲(chǔ)罐鋼板的DQ--T生產(chǎn)新工藝研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的石油消耗量逐年增加，進(jìn)口原油量亦同步遞增，戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備已成為保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的重大課題。為了加快我國(guó)戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地的建設(shè)，需要建造大量單臺(tái)儲(chǔ)存容積在10萬(wàn)m3以上的大型浮頂油罐，而石油儲(chǔ)罐用鋼板應(yīng)具有高強(qiáng)度、高韌性和優(yōu)良的焊接性能，工業(yè)生產(chǎn)難度較大。迄今為止，我國(guó)石油儲(chǔ)罐所用的高強(qiáng)度鋼板基本都依賴進(jìn)口，其價(jià)格昂貴且不能保證供貨時(shí)間，為了盡快扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面，國(guó)家發(fā)改委力主石油儲(chǔ)罐用鋼板的國(guó)產(chǎn)化，以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

2、的旺盛需求。大型石油儲(chǔ)罐在進(jìn)行縱焊縫焊接過(guò)程中，當(dāng)板厚為21mm采用V型坡口氣電立焊一次焊接成型時(shí)，要求母材能夠達(dá)到100KJ/cm以上的大線能量焊接要求，因此在工業(yè)生產(chǎn)中如何有效提高石油儲(chǔ)罐鋼板綜合力學(xué)性能和大線能量焊接性能的諸多理論和工藝技術(shù)問(wèn)題急待解決。在此背景下，本文結(jié)合東北大學(xué)-湖南華菱湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司的合作課題，對(duì)石油儲(chǔ)罐用鋼板的DQ-T生產(chǎn)新工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)試制鋼板的常規(guī)力學(xué)性能，大線能量焊接性能和耐腐蝕性能與

3、工藝參數(shù)間的關(guān)系進(jìn)行了研究分析。
　　本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)以湘鋼冶煉的12MnNiVR石油儲(chǔ)罐用鋼為研究對(duì)象，研究分析了不同熱處理工藝參數(shù)對(duì)試驗(yàn)鋼組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，確定出合適的熱處理工藝為:采用控軋與再加熱淬火+離線回火工藝生產(chǎn)鋼板時(shí)，宜采用940℃×40min淬火+640℃×50min回火;采用未再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝生產(chǎn)鋼板時(shí)，宜采用810℃在線直接淬火+620℃×50min的離線回火

4、;采用再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝生產(chǎn)鋼板時(shí)，適宜的在線淬火溫度為950℃，離線熱處理制度為640℃×50min回火。此三種工藝都能得到良好的力學(xué)性能，可作為確定工業(yè)熱處理制度的依據(jù)。
　　(2)三種不同熱處理工藝條件下，試驗(yàn)鋼的微觀組織都以回火索氏體為主，其微觀組織的微細(xì)差別對(duì)力學(xué)性能的影響規(guī)律為:直接淬火鋼的強(qiáng)度和硬度明顯高于再加熱淬火鋼，但其塑性和韌性有所下降。其中強(qiáng)度的遞增順序?yàn)?CR&Q＜CR&DQ＜RCR& DQ;

5、延伸率的遞減順序?yàn)?CR&Q＞RCR&DQ＞CR&DQ;沖擊功的遞減順序?yàn)?CR&Q＞CR&DQ＞RCR&DQ。
　　(3)在實(shí)驗(yàn)室MMS-300熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在峰值溫度Tp=1400℃，線能量為100KJ/cm的條件下，對(duì)三種不同工藝制造的試驗(yàn)鋼進(jìn)行了大線能量焊接熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)，焊接接頭的低溫沖擊性能測(cè)試結(jié)果和斷口的SEM、OM分析結(jié)果表明:未再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝鋼板具有最優(yōu)的大線能量焊接性能;控軋與再加熱淬火+離線回

6、火工藝鋼板大線能量焊接性能次之;再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝鋼板大線能量焊接性能較差。
　　(4)選用日本和寶鋼的同類鋼板，與試驗(yàn)鋼的各項(xiàng)力學(xué)性進(jìn)行了系列對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能基本達(dá)到日本同類產(chǎn)品水平;大線能量焊接熱模擬性能除再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝鋼較差外，其他兩種生產(chǎn)工藝制造的鋼板其韌性都能達(dá)到同類鋼板的實(shí)物水平，可以用于建造大型石油儲(chǔ)罐。
　　(5)選用未再結(jié)晶控軋直接淬火+離線回火工藝制