CN103361564B - 一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法 - Google Patents
一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉是一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法，其化学成分及质量百分比为：C：0.015-0.016%，Mn：0.65-0.66%，P：0.028-0.029%，S：0.0004-0.0006%，Si：0.4-0.5%，Ni：6.3-6.4%，Cr：25.3-25.4%，Mo：3.3-3.4%，N：0.28-0.29%，Cu：0.12-0.13%，余量Fe。本发明的超级双相不锈钢无缝钢管具有很高的耐点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能，在有机酸和无机酸中的腐蚀速率低，且在600-1000℃之间停留时不会沿晶界或晶内析出金属间相或碳氮化物。
Description
技术领域
本发明涉及一种无缝钢管及其制造方法，具体的说是一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法。
背景技术
双相钢自1930年开始工业化生产和应用，经70多年的发展和改良，现已发展到以S32750为代表的第三代双相不锈钢，第三代不锈钢共同特点是低碳、高钼和高氮，具有优良的耐点蚀性能(抗点蚀当量PREN＞40)，耐应力腐蚀和缝隙腐蚀能力。第三代双相不锈钢又称为超级双相不锈钢。S32750双相不锈钢无缝钢管经过近20年的研究发展及工业生产，现已纳入ASTM和EN标准，应用在苛刻腐蚀环境中，表现出优良的综合性能。
然而，S32750超级双相不锈钢在600-1000℃之间停留时沿晶界或晶内析出金属间相或碳氮化物，如σ相、χ相、M23C6及Cr2N等，其中以σ相对不锈钢性能的影响最为严重，因此制造难度很大。
发明内容
本发明的目的在于提出一种超级双相不锈钢无缝钢管及其制备方法，有很高的耐点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能，在有机酸和无机酸中的腐蚀速率低，且在600-1000℃之间停留时不会沿晶界或晶内析出金属间相或碳氮化物。
本发明实现以上发明目的的技术方案是：
一种超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.015-0.016％，Mn：0.65-0.66％，P：0.028-0.029％，S：0.0004-0.0006％，Si：0.4-0.5％，Ni：6.3-6.4％，Cr：25.3-25.4％，Mo：3.3-3.4％，N：0.28-0.29％，Cu：0.12-0.13％，余量Fe。
超级双相不锈钢无缝钢管的制备方法，按以下工序进行：圆钢检验—热穿孔—酸洗—检验修磨—第一冷轧—去油—第一固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第二冷轧—去油—第二固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—焊头—润滑—冷拔—去油—第三固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第三冷轧—去油—光亮热处理—矫直—破坏性试验—表面及尺寸检验—超声波检验—涡流检验—水压试验—定尺—清洁—标识—包装；
热穿孔工序，通过热穿孔设备将Φ80mm的圆钢穿成外径80mm，壁厚6.5mm的中间管；
第一冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径60mm，壁厚4mm的中间管；
第一固溶处理工序，处理温度为600-680℃，保温时间2-4分钟；
第二冷轧，过冷轧设备将中间管冷轧至外径45mm，壁厚2.4mm的中间管；
第二固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为980-1000℃，保温时间6-8分钟；
冷拔工序，过冷拔设备将中间管冷拔至外径37.5mm，壁厚2.3mm的中间管；
第三固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为950-970℃，保温时间5-7分钟；
第三冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm的成品管；
光亮热处理工序，采用保护气氛光亮热处理，所述保护气氛采用纯氢，保护气氛光亮热处理的温度1020-1050℃，保温时间控制在2-4分钟。
本发明除以上特别说明的工序外，其它工序均为现有常用工序。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述超级双相不锈钢无缝钢管，超级双相不锈钢无缝钢管长度≤35m，外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm，外径和壁厚尺寸偏差在±0.03mm内；内壁粗糙度小于等于Ra0.6μm，外壁粗糙度小于等于Ra0.4μm；超级双相不锈钢无缝钢管铁素体含量为40-50％，与奥氏体组织比例为1:1。
前述超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.0156％，Mn：0.652％，P：0.0287％，S：0.0005％，Si：0.44％，Ni：6.32％，Cr：25.35％，Mo：3.36％，N：0.289％，Cu：0.125％，余量Fe。
前述超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.015％，Mn：0.66％，P：0.028％，S：0.0004％，Si：0.5％，Ni：6.3％，Cr：25.3％，Mo：3.3％，N：0.29％，Cu：0.12％，余量Fe。
前述超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.016％，Mn：0.65％，P：0.029％，S：0.0006％，Si：0.4％，Ni：6.4％，Cr：25.4％，Mo：3.4％，N：0.28％，Cu：0.13％，余量Fe。
本发明的有益效果是：
本发明通过成分的限定，使在钢管在600-1050℃之间(本发明的固溶及光亮热处理工序)停留时沿晶界或晶内很少析出金属间相或碳氮化物，特别是σ相很少，不会对不锈钢的性能产生影响。通过成分及工艺的限定使本发明的超级双相不锈钢无缝钢管具有很高的耐点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能，而且在有机酸和无机酸中的腐蚀速率也很低，特别适于在含氯的苛刻介质(如海水等)中使用。本发明的超级双相不锈钢无缝钢管主要用于炼油、石油化工、氯碱化工、海水环境、化肥工业及其它高氯腐蚀环境中的热交换器、冷却器、蒸发器及管道等。
本发明钢管外径范围Φ16-Φ125mm，壁厚范围1.5-8.0mm，长度最长35m，采用冷轧+冷拔相结合的冷变形工艺，合理分配变形量，采用小变形量，以防变形量过大而产生表面质量问题及冷变形恶化钢，管的耐应力腐蚀性能，成品管采用保护气氛热处理，避免钢管表面产生氧化皮，减少酸洗对环境的污染，提高钢管表面质量(钢管的内壁粗糙度最大为Ra0.6μm，外壁最大为Ra0.4μm)，精确控制钢管尺寸即外径控制在24.92-24.98mm，壁厚控制在1.94-1.978mm。钢管的铁素体含量为40-50％，与奥氏体组织比例为1:1，可使钢管达到最佳性能。
本发明超级双相不锈钢无缝钢管力学性能，包括硬度HBW≤300，25℃、65℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃的屈服强度和抗拉强度如下表1所示：
表1
本发明的超级双相不锈钢无缝钢管按ASTM A262E法(CuSO4-CuSO4)进行晶间腐蚀试验，试样经压扁后，无晶间腐蚀裂纹；按ASTM A923C法进行点腐蚀试验，腐蚀速率≤10mdd。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.0156％，Mn：0.652％，P：0.0287％，S：0.0005％，Si：0.44％，Ni：6.32％，Cr：25.35％，Mo：3.36％，N：0.289％，Cu：0.125％，余量Fe。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管的制备方法，按以下工序进行：圆钢检验—热穿孔—酸洗—检验修磨—第一冷轧—去油—第一固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第二冷轧—去油—第二固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—焊头—润滑—冷拔—去油—第三固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第三冷轧—去油—光亮热处理—矫直—破坏性试验—表面及尺寸检验—超声波检验—涡流检验—水压试验—定尺—清洁—标识—包装；
热穿孔工序，通过热穿孔设备将Φ80mm的圆钢穿成外径80mm，壁厚6.5mm的中间管；
第一冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径60mm，壁厚4mm的中间管；
第一固溶处理工序，处理温度为600℃，保温时间2分钟；
第二冷轧，过冷轧设备将中间管冷轧至外径45mm，壁厚2.4mm的中间管；
第二固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为980℃，保温时间6分钟；
冷拔工序，过冷拔设备将中间管冷拔至外径37.5mm，壁厚2.3mm的中间管；
第三固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为950℃，保温时间7分钟；
第三冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径24.92mm，壁厚1.94的成品管；
光亮热处理工序，采用保护气氛光亮热处理，所述保护气氛采用纯氢，保护气氛光亮热处理的温度1020℃，保温时间控制在4分钟。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管长度≤35m，外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm，外径和壁厚尺寸偏差在±0.03mm内；内壁粗糙度小于等于Ra0.6μm，外壁粗糙度小于等于Ra0.4μm；超级双相不锈钢无缝钢管铁素体含量为50％，与奥氏体组织比例为1:1。
实施例2
本实施例提供一种超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.015％，Mn：0.66％，P：0.028％，S：0.0004％，Si：0.5％，Ni：6.3％，Cr：25.3％，Mo：3.3％，N：0.29％，Cu：0.12％，余量Fe。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管的制备方法，按以下工序进行：圆钢检验—热穿孔—酸洗—检验修磨—第一冷轧—去油—第一固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第二冷轧—去油—第二固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—焊头—润滑—冷拔—去油—第三固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第三冷轧—去油—光亮热处理—矫直—破坏性试验—表面及尺寸检验—超声波检验—涡流检验—水压试验—定尺—清洁—标识—包装；
热穿孔工序，通过热穿孔设备将Φ80mm的圆钢穿成外径80mm，壁厚6.5mm的中间管；
第一冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径60mm，壁厚4mm的中间管；
第一固溶处理工序，处理温度为630℃，保温时间3分钟；
第二冷轧，过冷轧设备将中间管冷轧至外径45mm，壁厚2.4mm的中间管；
第二固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为990℃，保温时间7分钟；
冷拔工序，过冷拔设备将中间管冷拔至外径37.5mm，壁厚2.3mm的中间管；
第三固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为970℃，保温时间5分钟；
第三冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径24.95mm，壁厚1.982mm的成品管；
光亮热处理工序，采用保护气氛光亮热处理，所述保护气氛采用纯氢，保护气氛光亮热处理的温度1050℃，保温时间控制在2分钟。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管长度≤35m，外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm，外径和壁厚尺寸偏差在±0.03mm内；内壁粗糙度小于等于Ra0.6μm，外壁粗糙度小于等于Ra0.4μm；超级双相不锈钢无缝钢管铁素体含量为50％，与奥氏体组织比例为1:1。
实施例3
本实施例提供一种超级双相不锈钢无缝钢管，其化学成分及质量百分比为：C：0.016％，Mn：0.65％，P：0.029％，S：0.0006％，Si：0.4％，Ni：6.4％，Cr：25.4％，Mo：3.4％，N：0.28％，Cu：0.13％，余量Fe。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管的制备方法，按以下工序进行：圆钢检验—热穿孔—酸洗—检验修磨—第一冷轧—去油—第一固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第二冷轧—去油—第二固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—焊头—润滑—冷拔—去油—第三固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第三冷轧—去油—光亮热处理—矫直—破坏性试验—表面及尺寸检验—超声波检验—涡流检验—水压试验—定尺—清洁—标识—包装；
热穿孔工序，通过热穿孔设备将Φ80mm的圆钢穿成外径80mm，壁厚6.5mm的中间管；
第一冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径60mm，壁厚4mm的中间管；
第一固溶处理工序，处理温度为680℃，保温时间2分钟；
第二冷轧，过冷轧设备将中间管冷轧至外径45mm，壁厚2.4mm的中间管；
第二固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为1000℃，保温时间8分钟；
冷拔工序，过冷拔设备将中间管冷拔至外径37.5mm，壁厚2.3mm的中间管；
第三固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99％的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为960℃，保温时间6分钟；
第三冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径24.98mm，壁厚1.978mm的成品管；
光亮热处理工序，采用保护气氛光亮热处理，所述保护气氛采用纯氢，保护气氛光亮热处理的温度1030℃，保温时间控制在3分钟。
本实施例的超级双相不锈钢无缝钢管长度≤35m，外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm，外径和壁厚尺寸偏差在±0.03mm内；内壁粗糙度小于等于Ra0.6μm，外壁粗糙度小于等于Ra0.4μm；超级双相不锈钢无缝钢管铁素体含量为50％，与奥氏体组织比例为1:1。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种超级双相不锈钢无缝钢管，其特征在于：其化学成分及质量百分比为：C：0.015-0.016%，Mn：0.65-0.66%，P：0.028-0.029%，S：0.0004-0.0006%，Si：0.4-0.5%，Ni：6.3-6.4%，Cr：25.3-25.4%，Mo：3.3-3.4%，N：0.28-0.29%，Cu：0.12-0.13%，余量Fe；
超级双相不锈钢无缝钢管长度≤35m，外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm，外径和壁厚尺寸偏差在±0.03mm内；内壁粗糙度小于等于Ra0.6μm，外壁粗糙度小于等于Ra0.4μm；超级双相不锈钢无缝钢管铁素体含量为40-50%，与奥氏体组织比例为1:1；
所述超级双相不锈钢无缝钢管的制备方法按以下工序进行：圆钢检验—热穿孔—酸洗—检验修磨—第一冷轧—去油—第一固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第二冷轧—去油—第二固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—焊头—润滑—冷拔—去油—第三固溶处理—矫直—切管—酸洗—检验修磨—第三冷轧—去油—光亮热处理—矫直—破坏性试验—表面及尺寸检验—超声波检验—涡流检验—水压试验—定尺—清洁—标识—包装；
所述热穿孔工序，通过热穿孔设备将Φ80mm的圆钢穿成外径80mm，壁厚6.5mm的中间管；
所述第一冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径60mm，壁厚4mm的中间管；
所述第一固溶处理工序，处理温度为600-680℃，保温时间2-4分钟；
所述第二冷轧，过冷轧设备将中间管冷轧至外径45mm，壁厚2.4mm的中间管；
所述第二固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99%的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为980-1000℃，保温时间6-8分钟；
所述冷拔工序，过冷拔设备将中间管冷拔至外径37.5mm，壁厚2.3mm的中间管；
所述第三固溶处理工序，采用保护气氛光亮固溶热处理，所述保护气氛采用纯度超过99.99%的纯氢，所述保护气氛光亮固溶热处理的热处理温度为950-970℃，保温时间5-7分钟；
所述第三冷轧工序，过冷轧设备将中间管冷轧至外径24.92-24.98mm，壁厚1.94-1.978mm的成品管；
所述光亮热处理工序，采用保护气氛光亮热处理，所述保护气氛采用纯氢，保护气氛光亮热处理的温度1020-1050℃，保温时间控制在2-4分钟。
2.如权利要求1所述的超级双相不锈钢无缝钢管，其特征在于：其化学成分及质量百分比为：C：0.0156%，Mn：0.652%，P：0.0287%，S：0.0005%，Si：0.44%，Ni：6.32%，Cr：25.35%，Mo：3.36%，N：0.289%，Cu：0.125%，余量Fe。
3.如权利要求1所述的超级双相不锈钢无缝钢管，其特征在于：其化学成分及质量百分比为：C：0.015%，Mn：0.66%，P：0.028%，S：0.0004%，Si：0.5%，Ni：6.3%，Cr：25.3%，Mo：3.3%，N：0.29%，Cu：0.12%，余量Fe。
4.如权利要求1所述的超级双相不锈钢无缝钢管，其特征在于：其化学成分及质量百分比为：C：0.016%，Mn：0.65%，P：0.029%，S：0.0006%，Si：0.4%，Ni： 6.4%，Cr：25.4%，Mo：3.4%，N：0.28%，Cu：0.13%，余量Fe。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 214203 Jiangsu city of Wuxi province Yixing City Qingyuan Road Economic Development Zone Applicant after: Jiangsu Yin Huan precision tube company limited Address before: 214203 Jiangsu city of Wuxi province Yixing City Qingyuan Road Economic Development Zone Applicant before: Jiangsu Yinhuan Steel Tube Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGSU YINHUAN STEEL TUBE CO., LTD. TO: JIANGSU YINHUAN PRECISION STEEL TUBE CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |