CN102605155B - 液化天然气深冷装置用管件加工工艺 - Google Patents

Abstract

液化天然气深冷装置用管件加工工艺，涉及管材的加工方法技术领域。本发明包括下料、冷挤成型、整型、固溶、回火、滚砂、酸洗与钝化步骤，其特点是：下料时，采用0Cr25Ni20不锈钢材料，回火温度为250℃～300℃。本发明可使产品的低温韧性明显改善，低温冲击功数值大幅提高，冷变形量减少，这种管件使用在深冷装置中，不仅耐低温，而且耐腐蚀。

Description

液化天然气深冷装置用管件加工工艺

技术领域

本发明涉及管材的加工方法技术领域。

背景技术

在生态环境与污染日益严重的形势下，为改善大气环境，实现经济的可持续发展，人们使用了液天然气LNG，液天然气LNG具有清洁高效生态环保的特点，因此在国民经济中的用途越来越广泛，如用LNG发电，LNG用作车用燃料，居民生活用作清洁能源。

LNG的主要成份为甲烷，甲烷的常压沸点是 -161℃，由常温的石油天然气加工LNG，必须要经过一套深冷装置的处理，处理后LNG介质的温度为-163℃。作为LNG装置中重要设备之一的深冷管件，其材料的选用与生产工艺的改进就显得非常重要。

现在深冷装置中所使用的管件主要为铬镍奥氏体不锈钢材料，如0Cr18Ni9、1Cr18Ni9等，这种奥氏体不锈钢材料晶格结构为面心立方结构，无磁性，它有很好的低温韧性，随着温度的下降，钢材的韧性不出现陡然降低，而是缓慢下降，但长时间使用后会出现一定的冷变形，且温度越低,其冷变形越大，冷变形越大，低温韧性也就变差，给深冷装置带来一定的安全隐患。

发明内容

本发明目的在于提出一种不仅耐低温，而且耐腐蚀的液化天然气深冷装置用管件加工工艺。

本发明包括下料、冷挤成型、整型、固溶、回火、滚砂、酸洗与钝化步骤，其特点是：下料时，采用0Cr25Ni20不锈钢材料，回火温度为250℃～300℃。

由于本发明选用0Cr25Ni20不锈钢材料来代替0Cr18Ni9不锈钢材料，由于材料的含Ni量提高了约11%，其低温脆性温度下降了110℃左右，用这种材料做的管件，从理论上讲，冷变形的影响是可以消除的，低温韧性和低温冲击功数值完全能满足-16 3℃工作介质的要求。另外，由于液天然气LNG中含中极微量的H₂S成份，这是一种酸性物质，其腐蚀较强，而0Cr25Ni20不锈钢材料中Cr含量也比普通的304材料提高了约7%，所以其耐蚀性也提高了。在对管件进行固溶处理时，因0Cr25Ni20不锈钢材料固溶处理后，管件的硬度较高，用户在焊接过程中易产生裂纹，0Cr25Ni20不锈钢材料焊接性能差，本发明采用了进行了250℃～300℃的低温回火处理，可避开不锈钢的敏化温度。

总之，本发明工艺由于选材及回火的温度的选择，可使产品的低温韧性明显改善，低温冲击功数值大幅提高，冷变形量减少，这种管件使用在深冷装置中，不仅耐低温，而且耐腐蚀。

本发明所述回火是：将管件毛坯再次放入到设定温度为250℃～300℃的电炉中，通电加热至设定温度后保温至少15分钟，然后取出空冷。

本发明所述固溶是将管件毛坯放入加热温度设定为1050℃的电炉中，通电加热，所述电炉的加热速度≤200℃/小时 ，加热至1050℃后保温至少45分钟，然后快速水冷。

具体实施方式

生产步骤：

1、按加工的管件长度要求对0Cr25Ni20不锈钢材料进行下料。

2、冷挤成型：

2.1去毛边，按下料尺寸要求进行切角处理。

2.2涂刷防护层，将管坯料放入由50%熟石灰、15%石墨粉和35%水（以上各百分比为重量百分比）混合组成的润滑剂中，使管坯料内外表面占一层均匀的润滑剂取出并凉干。

2.3在弯头机上（或三通机、液压机上）装配相应规格型号的模具，按液压机操作规程要求进行冷挤，使管坯料弯曲成型。

3、整型：

依据GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》标准要求，对弯曲成型毛坯管件进行逐件检查，检查的重点为口径、角度、形位公差等，对于不符合标准要求的管件毛坯应进行整形处理，首先在液压机上装配相应规格型号的模具，将毛坯管件放入整形模内，按照液压机的操作规程进行操作即可。

4、固溶：

将整形好的管件毛坯放入到电炉中进行热处理，首先进行的是固溶处理，把电炉指示仪表加热温度设定为1050℃，然后通电加热，加热速度不超过200℃/小时 ，加热温度为1050℃，然后保温，保温时间为45分钟以上，按3min/mm壁厚确定保温时间，但不少于45分钟，然后快速水冷。

 5、回火：

将固溶好的管件毛坯再次放入到电炉，把电炉的设定温度调整为250℃～300℃，然后通电加热到设定温度，保温15分钟，按1min/mm壁厚确定保温时间，但不少于15分钟，空冷处理即可。

6、滚砂：

管件毛坯经热处理之后，按GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》标准要求进行坡口加工，坡口加工好之后，将管件放在滚筒机或抛丸机中，用石英砂对管件表面进行喷砂处理，使管件表面粗糙度一致。

7、酸洗与钝化：

    7.1酸洗液的配方为：10重量份硝酸、3重量份氢氟酸和10重量份水混合后待用。

7.2用丙纶或尼龙制成的绳子，把管件串起来，放进酸洗池中，装挂要合理，管件之间不能重叠，以免影响清洗质量。

7.3浸泡过程中应翻动管件，使管件内腔酸洗液不断更新，以提高酸洗效果。

7.4酸洗过的管件用压力水（压力水P≥0.1MPa）进行冲洗。

7.5水洗后的管件在空气中自然凉干，凉干的时间至少为2个小时以上，使管件在空气中自然钝化。

7.6用蓝点法检查钝化效果。

8、标志：

    用金属电化仪进行标识，标识的内容为：制造厂代号、产品代号、规格型号、壁厚等级、材料牌号、产品标准号。

Claims (3)

1.液化天然气深冷装置用管件加工工艺，包括下料、冷挤成型、整型、固溶、回火、滚砂、酸洗与钝化步骤，其特征在于采用0Cr25Ni20不锈钢材料下料，回火温度为250℃～300℃。

2.根据权利要求1所述液化天然气深冷装置用管件加工工艺，其特征在于所述回火是：将管件毛坯再次放入到设定温度为250℃～300℃的电炉中，通电加热至设定温度后保温至少15分钟，然后取出空冷。

3.根据权利要求1或2所述液化天然气深冷装置用管件加工工艺，其特征在于所述固溶是将管件毛坯放入加热温度设定为1050℃的电炉中，通电加热，所述电炉的加热速度≤200℃/小时 ，加热至1050℃后保温至少45分钟，然后快速水冷。