本發明專利技術公開了一種適用于低強度耐H2S腐蝕管線鋼埋弧焊接用焊絲，該焊絲由下述重量百分比組成：C：0.03～0.05％、Mn：0.5～0.8％、Si：0.1～0.22％、P≤0.005％、S≤0.004％、Cu：0.1～0.2％、Ti：0.06～0.15％、B：0.005～0.012％的基礎上還含有Ni：0.2～0.5％、Mo：0.1～0.2％中的一種或者兩種，并且滿足C％+Si％/30+Mn％/20+Cu％/20+Mo％/15+Ni％/60≤0.15，其余為Fe。本發明專利技術焊絲主要針對低強度(360Mpa～420Mpa)耐H2S腐蝕管線鋼埋弧焊接用焊絲而開發，低強度360Mpa～420Mpa對應耐酸管線鋼鋼級為X52MS～X60MS,發明專利技術焊絲在添加少量Ni、Mo的基礎上，并盡最大可能控制P、S雜質含量，即確保焊接接頭滿足低強度(360Mpa～420Mpa)耐H2S腐蝕焊管力學性能，又具有十分優異的抗H2S腐蝕性能。
【技術實現步驟摘要】
： 本專利技術涉及一種焊絲，特別涉及適用于低強度（360Mpa~420Mpa)耐H2S腐蝕管 線鋼埋弧焊接用焊絲，屬于焊接材料領域。
技術介紹
： H2S是石油和天然氣中最具有腐蝕作用的有害介質之一，嚴重地影響著油氣輸送 管線的使用壽命，其中氫致開裂（HIC)和硫化物應力開裂（SSCC)是H2S酸性腐蝕的主要形 式，制約著油氣輸送管道的安全服役。 國外很多管道直接輸送酸性油氣，因此對耐酸管的需求量較大。我國大部分油氣 田中含有硫化氫，部分集輸管線處于酸性腐蝕環境，需要研宄開發耐酸性管材及其所需的 焊接材料。目前市場上耐酸管強度級別主要以X52MS~X60MS鋼級為主。由于管材在焊接 時，受焊接材料、焊接熱輸入和溫度梯度的影響，焊縫及其熱影響區容易形成焊接缺陷、應 力集中以及組織不均勻等，特別是硬度波動較大，如果焊材選擇不合理，容易造成焊縫部位 硬化，硬度大幅上升，該管材如果在酸性環境下服役，焊縫部位將優先腐蝕開裂。根據低強 度（360Mpa~420Mpa)耐H2S腐蝕管線鋼用鋼的焊接需求，作為與360Mpa~420Mpa用鋼 配套的耐H2S焊接材料，不僅要具有優良的力學性能和耐H2S腐蝕性能，而且要具有較好的 焊接工藝適應性。然而大量普通焊絲施焊360Mpa~420Mpa用鋼后焊縫的韌性都非常低且 沒有考慮焊接接頭腐蝕問題，因此需要研宄開發高性能、耐H2S腐蝕的焊絲。 目前國內焊接材料中，未見適應于低強度（360Mpa~420Mpa)且具有十分優異的 抗H2S腐蝕性能的管線鋼用埋弧焊絲。中國專利CN103252594專利技術焊絲主要適用于焊接高 強度X65MS、X70MS耐H2S腐蝕管線鋼，其成分設計主要依靠添加 Mn、Mo和Cr來提高焊縫 金屬強度，適用于高強度的耐酸管線鋼焊接，且焊縫抗SSCC應力腐蝕能力有限，僅在最大 99% SMYS應力條件下而不開裂。中國專利CN1273897屬于X70鋼級以上的焊絲，焊絲中的 Mn含量較高，Mn含量設計在1. 2%以上，屈服強度達到520MPa，屬于高強度的耐酸管線鋼用 焊絲，但是沒有HIC和SSCC試驗數據，抗腐蝕性不得而知。中國專利CN103056555雖適用于 X52~X65鋼級耐酸管，但焊絲中Mn含量在0. 8%~1. 2%，由于Mn含量較高，焊縫易于偏 析且焊縫局部硬度易于升高，焊縫硬度有一定波動性，導致焊縫抗SSCC應力腐蝕性能不穩 定，抗應力腐蝕能力有限。其中，X52管線鋼加載超過自身強度420MPa(117% SMYS)應力條 件時會開裂，X65管線鋼加載超過自身強度500MPa (111 % SMYS)應力條件時會開裂。而本 專利技術涉及一種高性能管線鋼埋弧焊焊絲，更具體地說是一種采用低Mn多元微合金設計，用 于焊接低強度（360Mpa~420Mpa)耐H2S腐蝕管線鋼的焊絲，焊后焊接接頭均在133% SMYS 高應力條件下進行SSCC試驗而不開裂，與中國專利CN103056555相比有更高的抗酸性，所 以本專利技術的低強度（360Mpa~420Mpa)耐H2S腐蝕管線鋼的焊絲具有十分優異的抗H2S腐 蝕性能。
技術實現思路
： 本專利技術的目的是提供一種耐H2S腐蝕、具有優良的綜合力學性能的埋弧焊絲，以確 保現有低強度（360Mpa~420Mpa)用鋼埋弧焊后，焊接接頭具有十分優異的抗H2S腐蝕性 能。 采用本專利技術的焊絲，配合相應的焊劑與低強度（360Mpa~420Mpa)耐酸管線鋼焊 接后，可保證焊接接頭硬度< 235HV1(I，-KTC焊接接頭夏比吸收功都彡100J，焊縫拉伸強度 適中，且焊接接頭具有十分優異的抗H2S腐蝕性能。 本專利技術的目的是通過以下技術方案來解決的：一種適用于低強度（360Mpa~ 420Mpa)耐H2S腐蝕管線鋼埋弧焊接用焊絲，該焊絲由下述重量百分比組成：C :0. 03~ 0· 05%、Mn :0· 5 ~0· 8%、Si :0· 1 ~0· 22%、P 彡 0· 005%、S 彡 0· 004%、Cu :0· 1 ~0· 2%、 Ti :0.06 ~0· 15%、B :0.005 ~0.012% 的基礎上還含有 Ni :0.2 ~0.5%、Mo :0· 1 ~0.2% 中的一種或者兩種，并且滿足C% +Si% /30+Mn% /20+Cu% /20+Mo% /15+Ni% /60 彡 0· 15， 其余為Fe。 本專利技術提出耐酸性焊絲成分設計思路如下所示： (I)C是焊縫組織中的主要強化元素，C含量過高會影響焊縫金屬的抗裂性能和沖 擊韌性，在焊縫中也是致脆元素，容易引起焊接性變差，尤其是易于引起焊縫碳化物偏析與 周圍組織的差異，并造成偏析區的硬度升高，導致硫化物腐蝕破裂敏感性升高。因此，本焊 絲采用超低碳設計，將C控制在0. 03 %~0. 05% ; (2)Mn是良好的脫氧劑和固溶強化元素，能提高焊縫金屬的強度和低溫沖擊韌性， 但Mn卻極易形成組織上的偏析和夾雜，是耐酸管中的"癌癥"。Mn和S結合易于形成MnS， 產生帶狀偏析，易于表現出高硬度和夾雜，導致H原子易于在此聚集，增加焊后組織開裂傾 向，萌生裂紋并擴展直至斷裂，使焊縫中抗SSCC的能力降低。Mn含量低于0. 5%則不能夠 得到必要的強度，本焊絲將Mn含量控制在0. 5%~0. 8%之間； (3) Si在焊縫金屬中主要起脫氧和強化作用，Si < 0. 10%不能充分脫氧，Si對于 沖擊韌性及抗H2S腐蝕有顯著的改善作用，但在焊縫中易于形成氣孔等缺陷，Si元素易于偏 析于晶粒邊緣，會助長晶間裂紋的形成，尤其是將會致使焊縫及熱影響區硬度過高，影響焊 縫的抗H2S腐蝕性能，且P在晶界上的偏析濃度與Si含量有關，因此將焊絲中Si含量控制 在0. 10%~0. 28%之間； (4) S、P作為雜質元素含量越低越好，S易于形成MnS的帶狀分布和FeS非金屬 夾雜物，易于誘發點蝕和應力腐蝕開裂，促使析氫腐蝕加劇，增加了濕硫化氫環境下焊縫的 HIC和SOHIC的敏感性。磷的偏析易于造成磷化鐵帶狀組織，即使含量很低，也能在氧化物 夾雜以及晶界上形核擴展，促進HIC的形成。耐酸焊絲要求對S、P元素控制的越低越好，因 此將焊絲中S含量控制在0. 004%以下，P含量控制在0. 005%以下； (5)Cu元素可以提高焊絲用盤條的抗腐蝕能力，并且不會對焊接性能產生任何影 響，本專利技術的焊絲將Cu含量設定為0. 1~0. 2%之間； (6)Ni能降低鋼的低溫脆性轉變溫度，又能保持良好的塑性和韌性。Ni加入鋼中 主要是彌補低Mn帶來的強度損失，提高對焊縫疲勞的斥力和低溫脆性轉變溫度。Ni不僅 耐酸，而且耐堿，且能細化組織促使針狀鐵素體的形成，但是Ni含量太高也易于導致焊縫 硬度升高，考慮到針對的低強度（360Mpa~420Mpa)管線鋼，本專利技術的抗酸焊絲中添加適量 Ni，Ni含量控制在0· 2~0· 5%之間； (7)Mo加入鋼中主要是彌補和提高焊縫強度，同時Mo作為一種鐵素體穩定元素， 在焊縫中促進AF形核，改善焊縫沖擊韌性，但另一方面Mo對焊縫強度影響又很大，隨著Mo 含量的增加，焊縫強度和應力腐蝕敏感性的增加直線上升，對焊絲中Mo含量限制在0. 1~ 0. 2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種適用于低強度耐H2S腐蝕管線鋼埋弧焊接用焊絲，該焊絲由下述重量百分比組成：C：0.03～0.05％、Mn：0.5～0.8％、Si：0.10～0.22％、P≤0.005％、S≤0.004％、Cu：0.1～0.2％、Ti：0.06～0.15％、B：0.005～0.012％的基礎上還含有Ni：0.2～0.5％、Mo：0.1～0.2％中的一種或者兩種，并且滿足C％+Si％/30+Mn％/20+Cu％/20+Mo％/15+Ni％/60≤0.15，其余為Fe。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：畢宗岳，黃曉輝，牛輝，趙紅波，劉斌，
申請(專利權)人：寶雞石油鋼管有限責任公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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