CN101670513B - 车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷拔无缝气瓶钢管制造领域，特别涉及车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺，该工艺步骤为：热扩：1.检验热轧原料钢管，2.内壁喷涂石墨，3.调整热扩机工艺参数，4.选定芯头尺寸：Φ405mm，5.热扩，6.清理钢管内壁石墨，7.检验热扩管；冷拔：1.热扩原料钢管投料，2.酸洗，3.磷化，4.第一道钢管皂化，5.第二道钢管冷拔，6.检验成品管，7.超声波探伤。本发明的有益效果：按照该工艺制造的规格Φ406×6.3mm的冷拔无缝钢管组织更加致密，性能更加优良，几何尺寸精度更高，可进一步提高气瓶的容重比。
Description
一、技术领域
本发明涉及冷拔无缝气瓶钢管制造领域，特别涉及一种车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺。
二、背景技术
汽车用压缩天然气钢质内衬环向缠绕气瓶(以下简称CNG缠绕瓶)是近年来为适应CNG汽车发展而开发的一种新型气瓶，由于其具有重量容积比较小等特点，在CNG产业中得到广泛应用。目前使用较多CNG气瓶的是钢质内衬气瓶和钢质缠绕气瓶，其内装易燃易爆介质，公称工作压力高达20MPa，处于随车移动状态，如果监管不力，如发生爆炸，将极易导致群死群伤的恶性特大事故。据报道，近年来，在国内一些地方发生了CNG气瓶爆炸事故，造成了重大经济损失和人员伤亡，因此，为保障公共安全，按照国家有关法规，必须对CNG气瓶进行强制性的、法定的定期检验，消除事故隐患。因此，用于制造车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的冷拔无缝钢管的制造工艺尤为重要。大规格薄壁冷拔气瓶管属于大口径薄壁钢管，因受原料钢管热轧生产工艺限制，无法将壁厚直接轧制6mm以下，现有工艺很难克服大口径薄壁钢管矫直困难的问题，难以保证成品钢管满足直线度要求，为此通过模具几何尺寸的设计，控制冷拔后钢管的直线度，使其满足技术标准要求。
三、发明内容
为了解决以上技术问题，而提供一种车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺，使用该工艺可以制造规格Φ406×6.3mm的冷拔无缝钢管，该工艺生产的冷拔无缝钢管组织更为致密，在几何尺寸精度和壁厚均匀性方面大为改善，机械性能明显提高，容重比增大。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺，通过该工艺可制造规格Φ406×6.3mm的车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管，选用规格Φ273×8.5mm热轧原料钢管，经热扩，再经冷拔至成品，其特征在于：
所述热扩工艺流程：由Φ273×8.5mm热轧原料钢管热扩至Φ420×8.0mm冷拔原料钢管，
1、检验所述规格Φ273×8.5mm的热轧原料钢管的内外表面质量、外径、壁厚；
2、在其内壁喷涂石墨，石墨水溶液的配制要求为：20公斤石墨加200升水；
3、调整热扩机的工艺参数：电流500-650安、电压400-500伏、扩速630mm/min；
4、选定芯头尺寸：Φ405mm，芯头表面清理干净，均匀涂抹石墨润滑；
5、调整热扩机门前下料架前高后低，进行热扩；
6、进行内磨，磨掉钢管内壁的残余石墨；
7、检验热扩管表面质量、壁厚；
所述冷拔工艺流程：
1、热扩原料钢管投料；
2、酸洗：盐酸浓度20-30％，温度20-45℃，时间4-8小时，将热扩原料钢管内外表面氧化皮及石墨残留物洗净；
3、磷化：磷化液总酸度10-30点，游离酸1.0-2.5点，温度50-80℃，时间30min。
4、皂化：皂化液脂肪酸＞50克/升，游离酸＜5克/升，温度50～55℃；
5、冷拔：酸洗、润滑合格的钢管在400吨液压冷拔机上进行拔制，拔两道次，拔完第一道次的钢管经皂化润滑后再拔第二道次，通过内外模具的合理选配及冷拔机控制系统的操作，最终控制成品规格Φ406×6.3mm。冷拔无缝钢管成品表面质量及几何尺寸使其达到标准要求；
6、检验内外表面质量、壁厚、外径、弯曲度、椭圆度；
7、超声波探伤。
本发明的有益效果：按照该工艺制造的规格Φ406×6.3mm的车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶用冷拔无缝钢管组织更加致密，性能更加优良，几何尺寸精度更高，机械性能明显提高，可进一步提高气瓶的容重比(容积/重量)。
四、具体实施方式
使用本发明的技术方案制造材质30CrMo、规格Φ406×6.3mm车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶用冷拔无缝钢管，其工艺步骤为：
通过该工艺可制造规格Φ406×6.3mm的车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管，选用规格Φ273×8.5mm热轧原料钢管，经热扩，再经冷拔至成品，其特征在于：
热扩工艺流程：由Φ273×8.5mm热轧原料钢管热扩至Φ420×8.0mm冷拔原料钢管
1、检验规格Φ273×8.5mm的热轧原料钢管的表面质量、外径、壁厚。
2、在其内壁喷涂石墨，石墨水溶液的配制要求为：20公斤石墨加200升水。
3、调整热扩机的工艺参数：电流500-650安、电压400-500伏、扩速630mm/min。
4、选定芯头尺寸：Φ405mm，芯头表面清理干净，均匀涂抹石墨润滑。
5、调整热扩机门前下料架前高后低，进行热扩。
6、进行内磨，磨掉钢管内壁的残余石墨。
7、检验热扩管表面质量、壁厚。磨后钢管逐支检查是否存在裂纹、划伤、内棱等缺陷，对上述缺陷进行修磨处理。
冷拔工艺流程：
1、热扩原料钢管投料。
2、酸洗、润滑：盐酸浓度25％，温度30℃，时间6小时，将热扩原料钢管内外表面氧化皮及石墨残留物洗净。
3、磷化：磷化液总酸度10-30点，游离酸1.0-2.5点，温度50-80℃，时间30min。
4、皂化：皂化液脂肪酸＞50克/升，游离酸＜5克/升，温度50～55℃。
5、冷拔：酸洗、润滑合格的钢管在400吨液压冷拔机上进行拔制，根据原料钢管壁厚偏差大小决定拔制道次，通过内外模具的合理选配及冷拔机控制系统的操作，最终控制规格Φ406×6.3mm冷拔无缝钢管成品表面质量及几何尺寸达到要求。
6、检验内外表面质量、壁厚、外径、弯曲度，逐支进行内外表面质量检查、壁厚检查，抽检钢管外径、弯曲度、椭圆度。
规格Φ406×6.3mm冷拔无缝钢管尺寸控制范围为：
外径范围：±0.75％
壁厚范围：0～+15％
弯曲度：≤1.5mm/M
椭圆度和壁厚不均分别≤外径和壁厚公差的75％
表面质量：钢管内外表面不得有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷必须清除，清除处的实际壁厚不得小于最小壁厚。
7、超声波探伤：按标准对钢管逐支进行超声波探伤。
8、锯切——对钢管进行切头、切尾、切不合格部位处理。
9、对无缝钢管进行涂油处理。
按照上述工艺，冷拔无缝钢管的纵向力学性能(材质30CrMo)，如下表所示：
以上所述仅为本发明的一种实施例，并非限制本发明的保护范围。
Claims (1)
1.车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管的制造工艺，通过该工艺可制造规格Φ406×6.3mm的车用缠绕气瓶用冷拔无缝钢管，选用规格Φ273×8.5mm热轧原料钢管，经热扩，再经冷拔至成品，其特征在于：
所述热扩工艺流程：由Φ273×8.5mm热轧原料钢管热扩至Φ420×8.0mm冷拔原料钢管，
1)检验所述规格Φ273×8.5mm的热轧原料钢管的内外表面、外径、壁厚；
2)在其内壁喷涂石墨，石墨水溶液的配制要求为：20公斤石墨加200升水；
3)调整热扩机的工艺参数：电流500-650安、电压400-500伏、扩速630mm/min；
4)选定芯头尺寸：Φ405mm，芯头表面清理干净，均匀涂抹石墨润滑；
5)调整热扩机门前下料架前高后低，进行热扩；
6)进行内磨，磨掉钢管内壁的残余石墨；
7)检验热扩管表面质量、壁厚；
所述冷拔工艺流程：
1)热扩原料钢管投料；
2)酸洗、润滑：盐酸浓度20-30％，温度20-45℃，时间4-8小时，将热扩原料钢管内外表面氧化皮及石墨残留物洗净；
3)磷化：磷化液总酸度10-30点，游离酸1.0-2.5点，温度50-80℃，时间30min；
4)皂化：皂化液脂肪酸＞50克/升，游离酸＜5克/升，温度50～55℃，第一道钢管皂化；
5)冷拔：酸洗、润滑合格的钢管在400吨液压冷拔机上进行拔制，拔两道次，拔完第一道次的钢管经皂化润滑后再拔第二道次，通过内外模具的合理选配及冷拔机控制系统的操作，最终控制规格Φ406×6.3mm冷拔无缝钢管成品表面质量及几何尺寸使其达到标准要求；
6)检验内外表面质量、壁厚、外径、弯曲度；
7)超声波探伤。
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