大型原油储罐用B610E08MnNiVR_高强度调质钢板研制_张汉谦

20宝　钢　技　术2006年第4期

大型原油储罐用B610E(08MnNiVR)高强度调质钢板研制

张汉谦,江来珠

(研究院　结构钢研究所,上海　201900)

　　摘要:介绍了在宝钢分公司厚板厂产线上开发成功的大型原油储罐用B610E(08MnNiVR)高强度钢板的成分和性能特点、生产工艺,列举了典型厚度钢板的实物性能,试验和分析了其大热输入焊接的适应性。研究结果表明,宝钢分公司厚板厂产线工业批量生产的B610E(08MnNiVR)钢板性能稳定,完全满足10万m3大型原油储罐用大热输入焊接高强度钢板技术要求,已成功地用于建造10万m3原油浮顶储罐。　　关键词:B610E(08MnNiVR)高强度钢板;大热输入(线能量)焊接;原油储罐

中图分类号:TG142.41　文献标识码:B　文章编号:1008-0716(2006)04-0020-03

DevelopmentofB610E(08MnNiVR)HighStrengthQ＆TSteel

forLargeOilStorageTanks

ZhangHanqian,JiangLaizhu

(StructuralSteelDiv.,BaosteelResearchInstitute,Shanghai201900,China)

　　Abstract:Chemicalcompositions,mechanicalpropertiesandproductionprocessofB610E(08MnNiVR)steelplatedevelopedandmanufacturedbytheHeavyPlateMill,BaosteelBranch,areintroduced.Propertiesofthepracti-calindustrialB610Esteelplatewithtypicalthicknessaretakenasexamplesandadaptabilityofhighweldingheatin-putofB610Esteelplateistestedandanalyzed.Theresultsshowthatpropertiesoftheindustrialmass-producedB610E(08MnNiVR)platesbytheHeavyPlateMill,BaosteelBranch,arestableandhomogeneous,andcansatisfythetech-nicalrequirementsforthehighheatinputandhighstrengthsteelplateforlargeoilstoragetanks.TheB610E(08MnNiVR)hasbeenappliedtotheconstructionofthe100thousandm3floatingroofoilstoragetank.

Keywords:B610E(08MnNiVR)highstrengthheavysteelplate;highheatinputwelding;oilstoragetank

0　引言

我国在20世纪80年代末,从日本引进SPV490Q高强度钢板开始制造10～15万m大型原油储罐。2003年以来,随着全球能源供应的紧张,我国能源政策的调整和明晰,石油储备成为保证国家能源安全的重要措施之一。2004年初,我国决定启动4个国家石油基地建设,建造一批10万m大型原油储罐

3

[1]

3

质钢板,于2005年7月12日和2005年11月10日分别通过全国锅炉压力容器标准化技术委员会技术评审,之后又分别通过了现场焊接工艺试验评定。在国家发改委大型油罐用高强度钢板国产化领导组推进下,国产高强度钢板的开发和应用取得了显著进展。为了更好地推进大型原油储罐用大热输入焊接高强度钢板的应用,本文重点介绍宝钢股份公司宝钢分公司厚板厂产线上开发成功的B610E(08MnNiVR)钢的基本性能和大热输入焊接的适应性。

1　B610E(08MnNiVR)成分和性能设计要求

开发的用于大型原油储罐用大热输入焊接高强度B610E(08MnNiVR)钢板的化学成分设计要求见表1,力学性能指标见表2。

B610E化学成分设计要求特点为:①按照洁,。/B,

。考虑到当时所需的能

满足大热输入焊接高强度钢板国内外供求实际,国家决定开始大型原油储罐用高强度钢板国产化工作。宝钢作为攻关组成员之一,2005年内,在宝钢集团公司浦钢公司中厚板厂产线和宝钢股份公司宝钢分公司厚板厂产线上试制成功了能适应

大热输入焊接的B610E(08MnNiVR)高强度调

张汉谦　教授　1964年生　1995年毕业于天津大学　现从事锅

张汉谦等　大型原油储罐用B610E(08MnNiVR)高强度调质钢板研制

S≤0.005%、P≤0.015%,是国内外同类钢中技术指标要求最高的。②不使用或少使用B等提高淬透性元素,尽可能降低钢的淬硬倾向。

B610E(08MnNiVR)力学性能指标特点为:①与GB19189标准中适应大热输入焊接的12MnNiVR性能要求比较,延伸率指标从16%提高到17%,尤其是将厚度≥20～45mm的钢板延

21

伸率指标要求进一步提高到18%,能更好地满足大型油罐边缘板、需SR处理板对塑性的要求;②B610E母材的-20℃低温冲击吸收功指标提高到

Akv≥100J。远远高于GB19189—2003标准中12MnNiVR钢板在-20℃时Akv≥47J要求,为原油储罐的安全运行提供了基本保证,也为保持焊接HAZ低温冲击性能奠定了基础。

%

V0.02～0.06

Pcm≤0.22

表1　B610E(08MnNiVR)钢板的熔炼成分

Table1　ChemicalcompositionofB610E(08MnNiVR)heavyplate

C≤0.11

Si0.15～0.55

Mn1.20～1.60

P≤0.015

S≤0.005

Ni≤0.30

Cr≤0.30

Nb≤0.03

Mo≤0.30

　　注:(1)允许添加上表之外的其他合金元素;(2)Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B。

表2　B610E(08MnNiVR)钢板的力学性能

Table2　MechanicalpropertiesofB610E(08MnNiVR)heavyplate

板厚/mm

Rp0.

12～<20

≥490

20～45

　　注:取样按GB19189—2003标准。

610～730

≥18

2

拉伸性能(横向)/ReLM/Pa

RmM/Pa

A/%≥17

冲击性能(横向)温度/℃-20

AkV/J≥100

冷弯性能(横向)b=2a,180°,d=3a

全部合格

2　B610E(08MnNiVR)生产工艺过程

宝钢分公司厚板厂产线的生产工艺流程为:

炼钢厂转炉炼钢→精炼→连铸→厚板厂坯料加热→高压水除鳞→5000mm轧机轧制→检查→抛丸→辊底式加热炉加热→辊压式淬火机→抛丸→辊底式加热炉回火→取样、性能检验→喷印标识→入库→出厂。

精炼工艺和使用先进的连铸机,保证了钢坯内在质量。高压水除鳞、淬火和回火前抛丸处理、无氧化热处理炉加热,保证了B610E(08MnNiVR)具有良好的表面质量。大吨位轧制

力和全自动控制的热处理过程,保证了钢板组织均匀致密,性能稳定。

3　B610E(08MnNiVR)实物性能特点

表3列出了宝钢股份公司宝钢分公司生产

的B610E(08MnNiVR)典型厚度钢板的实物性能指标。从表3看出,钢板的实物性能完全满足大型原油储罐用高强度钢板技术要求,钢板头尾拉伸性能差异小,延伸率高;-20℃低温冲击韧性高,并且数值稳定。

表3　B610E(08MnNiVR)钢板实物的力学性能

Table3　MechanicalpropertiesofB610E(08MnNiVR)heavyplate(materialobject)

厚度/mm15.021.532.0

钢板号612913910062140062006131030100

炉号401880402564402379

部位T

BTBTB

RmM/Pa631629643663666664

ReLM/Pa564557577590591589

延伸率/%

23

2422202221

Akv/J(-20℃)296,299,285(293)298,299,286(294)290,234,278(268)276,278,292(282)328,203,305(279)256,245,321(274)

4　B610E(08MnNiVR)大热输入焊接后接头性能宝钢开发的B610E适应的焊接热输入为≤为镇海基地提供的不同厚度钢板,进行了现场大热输入焊接验证试验。采用垂直气电立焊(VEGW), 1.6mmDWS—60G药芯焊丝和CO2,mmnNiV

22宝　钢　技　术2006年第4期

钢板以99.4kJ/cm热输入进行焊接。接头拉伸试样为全板厚板状试样。冲击试样加工过程为:焊接后,从上表面刨掉1～2mm,加工成10mm×

10mm×100mm冲击试样毛坯,用硝酸酒精溶液浸蚀出横断面上熔合线,找出熔合线中点,距此点向HAZ的1mm处加工V型缺口;然后进行-15℃冲击试验。接头的拉伸和HAZ低温冲击性能见表4。试验结果完全满足镇海基地大型油罐高强度钢板的技术要求。

21.5mmB610E/DWS—60G焊接接头金相组织见图1。图1(a)为接头宏观金相形貌;图1

(b)为焊缝微观金相组织,由晶界上条块状铁素体和晶内针状铁素体组成;图1(c)为靠近熔合线的HAZ粗晶区组织,由贝氏体+铁素体组成。表4　21.5mmB610E(08MnNiVR)垂直气电

立焊VEGW接头拉伸和HAZ冲击性能

Table4　TensileandHAZimpactpropertiesof21.5mmB610E(08MnNiVR)jointweldedbyVEGW

(kJ cm-1)技术要求≤100实际

99.4

项目

焊接热输入/接头强度/

MPa≥610645,630

HAZ　Akv/J(-15℃)单值　　　平均值≥33　　　≥47121,213,130　154.

7

图1　21.5mmB610E/DWS—60G焊接接头金相组织(焊接热输入为99.4kJ/cm)

Fig.1　Microstructureofthe21.5mmB610E/DWS-60Gweldedjoint(theheatinputis99.4kJ/cm)

5　结论

宝钢成功开发的适应大热输入焊接的B610E(08MnNiVR)高强度调质钢板,化学成分和力学性能指标要求高,实物性能稳定,经≤100kJ/cm大热输入焊接后,接头强度和HAZ低温冲击韧性

3

完全满足10万m大型原油储罐用大热输入焊接高强度钢板技术要求,已成功用于镇海国家石油储备基地建造10万m原油浮顶储罐。

3

参考文献

[1]　张汉谦.大型储罐用高强度钢板的开发和应用进展[M].

IFWT2005能源工程焊接国际论坛,北京:机械工业出版社,2005:92-98.

编辑　李仁江

(收稿日期:2006-04-20)

(上接第15页)

引进的宝钢5m宽厚板在线自动超声波探伤设

备,对如何在多通道自动探伤设备上实现不同探伤标准的技术和方法进行了简要论述,以供参考。

参

考

文

献

集,1999:178-180.

[2]　中国机械工程学会.超声波检测[M].北京:中国机械工程

出版社,2005:16,40.

[3]　梁景理,刘岽,雷初德.中厚板在线30通道超声波探伤方法

及应用[J].轧钢,1996,(5):17-19.

编辑　王仁意

(收稿日期:2006-04-28)

[1]　李常源译.迪林根厂厚板的超声波自动探伤[C].见:中国

金属学会中厚板学术委员会编,世界中厚板技术进步译文