本發(fā)明涉及管道生產(chǎn)，具體涉及一種復(fù)合鋼板及其制備方法、復(fù)合鋼管和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氫能源作為重要的化工原料，廣泛用于石化、冶金、有機(jī)合成等領(lǐng)域，在氫能源的工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用中，具體地，在氫能源的生產(chǎn)階段，需要將氫氣發(fā)生器中產(chǎn)生的氫氣輸送到氫氣儲存裝置中；在氫能源的利用階段，需要將氫氣儲存裝置中的氫氣輸送到生產(chǎn)單元或能量轉(zhuǎn)換單元以進(jìn)行利用。常規(guī)的氫能源運(yùn)輸設(shè)備為長管拖車，該運(yùn)輸方式受制于運(yùn)輸距離近、運(yùn)氣量低，愈來愈難以滿足使用需要，而管道輸送相較于長管拖車具有輸氣量更大、能耗低等重要優(yōu)勢，有望成為前者的替代方案。

2、目前長距離輸氫管道尚未大規(guī)模市場應(yīng)用，全球范圍內(nèi)氫氣輸送管道總里程僅有約4600km，其中美國氫氣管道規(guī)模最大，總里程達(dá)到2720km。目前的輸氫管道多采用無縫鋼管，輸氫壓力一般為2-10mpa，管道材質(zhì)主要為低強(qiáng)度管線鋼，且因工藝原因管徑小(內(nèi)直徑通常＜610mm)，導(dǎo)致氫氣的輸送效率不高且管線的建設(shè)成本高，至今未能實(shí)現(xiàn)大輸氣量、長距離運(yùn)輸，較大地制約了管道輸氫的應(yīng)用效果。

3、因此，開發(fā)一種新型的輸氫管道，兼顧優(yōu)異的耐氫脆性能和管道強(qiáng)度，對于實(shí)現(xiàn)氫能源的大氣量、高效、長距離運(yùn)輸具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的氫氣輸送管道無法滿足大氣量、高效、長距離運(yùn)輸?shù)膯栴}，提供了一種復(fù)合鋼板及其制備方法、復(fù)合鋼管和應(yīng)用。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種復(fù)合鋼板，所述復(fù)合鋼板包括抗氫滲透層，以及在所述抗氫滲透層的一個側(cè)面上設(shè)置的加強(qiáng)層；

3、其中，所述抗氫滲透層和加強(qiáng)層的材質(zhì)為管線鋼，且所述抗氫滲透層的屈服強(qiáng)度：加強(qiáng)層的屈服強(qiáng)度的比值為1：(1.5-1.7)。

4、本發(fā)明第二方面提供一種復(fù)合鋼板的制備方法，包括：

5、(1)將第一鋼坯和第二鋼坯進(jìn)行疊合、焊接，得到復(fù)合坯；

6、(2)將所述復(fù)合坯進(jìn)行軋制、切割，得到復(fù)合鋼板；

7、其中，所述第一鋼坯和第二鋼坯的材質(zhì)為管線鋼；

8、所述復(fù)合鋼板中，由所述第一鋼坯形成的抗氫滲透層：由所述第二鋼坯形成的加強(qiáng)層的屈服強(qiáng)度的比值為1：(1.5-1.7)。

9、本發(fā)明第三方面提供由前述第二方面所述的方法制得的復(fù)合鋼板。

10、本發(fā)明第四方面提供一種復(fù)合鋼管，由前述第一方面或第三方面所述的復(fù)合鋼板經(jīng)成型、焊接制得；

11、其中，所述復(fù)合鋼管的內(nèi)壁為所述復(fù)合鋼板的抗氫滲透層，所述復(fù)合鋼管的外壁為所述復(fù)合鋼板的加強(qiáng)層。

12、本發(fā)明第五方面提供前述第四方面所述的復(fù)合鋼管在氫能輸送領(lǐng)域中的應(yīng)用。

13、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠獲得如下有益效果：

14、(1)本發(fā)明提供的復(fù)合鋼管采用由特定的低鋼級管線鋼與高鋼級管線鋼復(fù)合軋制得到的復(fù)合鋼板作為制管材料，能夠很好地兼顧耐氫脆性能和管道強(qiáng)度，滿足大氣量、高效、長距離高壓運(yùn)輸氫能源的應(yīng)用需要；

15、(2)制造工藝簡單、可實(shí)施性強(qiáng)，成本節(jié)省。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合鋼板，其特征在于，所述復(fù)合鋼板包括抗氫滲透層，以及在所述抗氫滲透層的一個側(cè)面上設(shè)置的加強(qiáng)層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合鋼板，其中，所述抗氫滲透層選自l290管線鋼、l320管線鋼、l360管線鋼和l390管線鋼中的至少一種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合鋼板，其中，所述抗氫滲透層的厚度為3-5mm，優(yōu)選為3.5-4.5mm；

4.一種復(fù)合鋼板的制備方法，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一鋼坯的材質(zhì)選自l290管線鋼、l320管線鋼、l360管線鋼和l390管線鋼中的至少一種；

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述抗氫滲透層的厚度為3-5mm；

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述焊接采用真空電子束焊；

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述軋制包括粗軋和精軋；

9.由權(quán)利要求4-8中任意一項(xiàng)所述的方法制得的復(fù)合鋼板。

10.一種復(fù)合鋼管，由權(quán)利要求1-3和9中任意一項(xiàng)所述的復(fù)合鋼板經(jīng)成型、焊接制得；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合鋼管，其中，所述復(fù)合鋼管的內(nèi)直徑為400-1500mm。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的復(fù)合鋼管，其中，所述復(fù)合鋼管的拉伸性能損失率＜5％；

13.權(quán)利要求10-12中任意一項(xiàng)所述的復(fù)合鋼管在氫能輸送領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及管道生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種復(fù)合鋼板及其制備方法、復(fù)合鋼管和應(yīng)用。所述復(fù)合鋼板包括抗氫滲透層，以及在所述抗氫滲透層的一個側(cè)面上設(shè)置的加強(qiáng)層；其中，所述抗氫滲透層和加強(qiáng)層的材質(zhì)為管線鋼，且所述抗氫滲透層的屈服強(qiáng)度與加強(qiáng)層的屈服強(qiáng)度的比值為1：(1.5?1.7)。在此基礎(chǔ)上，利用該復(fù)合鋼板經(jīng)成型、焊接制得復(fù)合鋼管。本發(fā)明提供的復(fù)合鋼管采用由特定的低鋼級管線鋼與高鋼級管線鋼經(jīng)復(fù)合軋制得到的復(fù)合鋼板作為制管材料，能夠很好地兼顧耐氫脆性能和管道強(qiáng)度，滿足大氣量、高效、長距離運(yùn)輸氫能源的應(yīng)用需要。

技術(shù)研發(fā)人員：張志明,呂成秀,姜金星,曹華勇,杜裕平,陳小偉,杜海軍,張雷,李炎華,楊鋒平,吳強(qiáng),汪超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9