CN103846304A

CN103846304A - 一种nd钢无缝钢管生产工艺

Info

Publication number: CN103846304A
Application number: CN201210495851.9A
Authority: CN
Inventors: 周文庆; 周益鑫; 范琪
Original assignee: CHANGZHOU SHENGTAK SEAMLESS STEEL TUBE Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU SHENGTAK SEAMLESS STEEL TUBE Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明涉及一种钢管生产工艺，尤其涉及一种ND钢无缝钢管生产工艺，该工艺主要包括以下步骤：1）对圆棒管坯进行剥皮处理；2）对管坯加热至1000~1100℃，穿孔温度为950~1050℃；3）酸洗、磷化、润滑；4）第一次冷拔；5）酸洗、磷化、润滑；6）第二道冷拔；7）酸洗、磷化、润滑；8）中间管退火；9）酸洗、磷化、润滑；10）第三道冷拔；11）成品热处理；12）理化检验、矫直、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤、钢管喷标入库。采用该工艺获得的ND钢无缝管表面没有出现热裂，具有良好的耐硫酸露点腐蚀性能。

Description

一种ND钢无缝钢管生产工艺

技术领域

本发明涉及一种钢管生产工艺，尤其涉及一种ND钢无缝钢管生产工艺。

背景技术

以油或煤为燃料的锅炉烟气里通常含有较多的SO₂和SO₃。烟气中的水蒸气遇到锅炉预热器、省煤器和其他工艺设备中的换热器、冷却器等管壁，容易凝结成露水。凝结在管壁上的水遇到SO₂和SO₃生成腐蚀性很强的亚硫酸和硫酸，造成管壁的硫酸腐蚀，在工业生产中造成了严重危害。随着各种锅炉参数的提高、容量增大和采用含硫量较高的燃料，使锅炉中各种管材在燃烧气氛中的腐蚀问题越来越严重，特别是锅炉空气预热器低温硫酸露点腐蚀的问题更加突出。而目前无缝钢管大多没有抗硫酸露点腐蚀性能。因此，研制、开发出一种抗硫酸露点腐蚀的无缝钢管是目前迫切需要解决的问题，

ND钢（09CrCuSb）是一种抗硫酸露点腐蚀能力很强的钢种，其化学成分见下表1。ND钢中加入了微量元素Cu、Sb、Cr，这些微量元素在ND钢表面形成一层薄的致密的含有Cu、Sb、Cr元素的钝化膜，这种钝化膜非常稳定，可以有效地减缓硫酸继续腐蚀的速度。其次，ND钢表面的钝化膜是硫酸腐蚀的反应物，随着反应生产物积累，阳极电位逐渐上升，很快就使阳极极化，ND钢完全进入钝化区，其维钝电流很小，继而进一步降低了腐蚀速率。因此，ND钢是耐硫酸露点腐蚀无缝钢管的优选材料。

含Cu含量比较高的钢在加热和轧制过程中易发生铜脆现象，使钢材表面形成龟裂；Sb元素的加入在提高钢的硬度和耐蚀性的同时也增加了钢的脆性。ND钢无缝钢管采用传统的冷拔钢管生产工艺常会使其表面产生龟裂，严重影响其表面质量，并对其性能产生不良影响。因此，如何防止ND钢钢管加工过程中热脆现象的产生，是ND钢生产加工工艺所要面临的一个重要问题。

表1. ND钢化学成分

元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Cu

Sb

Fe

wt. %

≤0.12

0.20-0.40

0.35-0.65

≤0.030

≤0.020

0.70-1.10

0.25-0.45

0.04-0.10

余量

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种耐硫酸露点腐蚀用ND钢无缝管生产工艺。

实现本发明目的的技术方案是一种ND钢无缝钢管生产工艺，包括以下步骤:

（1）将管坯剪断至所需长度，并对圆棒管坯进行剥皮处理；

（2）将剪断后的管坯加热，加热温度为1000~1100℃，而后根据不同钢管壁厚保温时间为40~80分钟；

（3）在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔，穿孔温度为950~1050℃；

（4）穿孔结束后利用余热进行打头，用于固定在冷拔机上进行拔管；

（5）对步骤（4）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（6）对步骤（5）处理后的钢管利用冷拔机进行第一道次冷拔；

（7）对步骤（6）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（8）对步骤（7）处理后的钢管利用冷拔机进行第二道次冷拔；

（9）对步骤（8）处理后的钢管进行改头；

（10）对步骤（9）处理后的钢管进行中间管退火，中间退火温度在800℃~850℃之间，根据不同壁厚保温时间为20~30分钟，以去除第一和第二道次冷拔产生的残余内应力；

（11）对步骤（10）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（12）对步骤（11）处理后的钢管利用冷拔机进行第三道次冷拔；

（13）对步骤（12）处理后的钢管进行成品热处理；

（14）对步骤（13）处理后的钢管进行理化检验、矫直、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的钢管喷标入库。

上述技术方案，所述的酸洗采用10~15%的盐酸+3~5%的草酸+水进行表面处理，处理时间20~40分钟，处理温度为50~60℃。

上述技术方案，所述的酸洗采用30~35%的硫酸，处理时间30~60分钟，处理温度为50~60℃。

上述技术方案，还包括步骤（3）加热与步骤（4）穿孔之间进行定心处理。

上述技术方案，步骤（4）穿孔后进行滚磨处理。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

（1）本发明采用与传统钢管加工工艺不同的工艺，克服了ND钢在较高温度下穿孔时出现的热脆现象，可生产出表面质量和耐硫酸露点腐蚀性能都比较优异的ND钢无缝钢管；

（2）本工艺冷拔采用三个道次的冷拔可以减小钢管的一次变形量，提高钢管的表面质量；前两次冷拔后先进行去应力退火，再进行第三次冷拔，用于消除前两次冷拔后产生的应力，防止钢管在应力作用下开裂，导致质量下降；

（3）酸洗采用盐酸+草酸的新配方，酸洗速度较快，且表面质量较好，且在室温下即可酸洗，无需对溶液加热，即提高了生产效率，又节约能源，达到节能环保的目的；

（4）穿孔前进行定心处理，即能有效提高穿孔效率还能保证穿孔精度，避免穿孔后钢管精度不够造成的报废；

（5）穿孔后进行滚磨处理，将在穿孔过程中表面产生的微裂纹及氧化皮初步去除，可进一步提高钢管表面质量。

本发明工艺生产的产品具有极高的耐硫酸露点腐蚀性能，与传统的碳钢钢管相比，耐硫酸露点腐蚀能力提高十几倍，与不锈钢钢管相比也能提高2~3倍。可广泛用于冶金、电力、石化等工业领域，以重油或燃煤为主要工业燃料的烟气系统中。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

（实施例1）

图1为本发明的工艺流程图，该ND钢无缝钢管生产工艺包括以下步骤:

（1）将φ70的ND钢管坯剪断至所需长度；

（2）对圆棒管坯进行剥皮处理，剥皮深度为0.5mm~1.5mm，以除去表面的氧化皮；

（3）将剪断后的管坯加热至1000~1100℃，而后根据不同管坯厚保温时间为40~80分钟；

（4）在直流变频穿孔机上进行穿孔，穿孔温度为950~1050℃；加载载荷电流≤1500A，穿孔速度为500转/分；

（5）穿孔结束后利用余热进行打头；

（6）对步骤（5）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

酸洗采用30~35%的硫酸，处理时间30~60分钟，处理温度为50~60℃；作为本发明的优选方案，酸洗采用10~15%的盐酸+3~5%的草酸+水新配方进行表面处理，处理时间仅需20~40分钟，大大提高了生产效率，处理温度为室温，无需对酸洗溶液进行加热，节约能源。

盐酸+草酸酸洗原理：鉴于ND钢耐硫酸腐蚀能力较强，因此本发明工艺优选采用盐酸+草酸+水溶液对管坯进行酸洗。其中，用盐酸酸洗时生成的铁盐主要为氧化亚铁，氧化亚铁极易溶于水，且酸洗有活化作用，能较大增加酸洗速度；草酸是一种还原性很强的酸，常用来除锈和金属表面清洗，因此增加适量的草酸有利于提高酸洗速度。

磷化即将空心管坯浸入磷化液，在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，磷化后管坯表面可产生多孔的磷化膜，为皂化作准备；皂化后，可在多孔的磷化膜里储存皂液，形成皂化膜，起到充分润滑的作用；

（7）对步骤（6）处理后的钢管利用冷拔机进行第一道次冷拔；

（8）对步骤（7）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（9）对步骤（8）处理后的钢管利用冷拔机进行第二道次冷拔；

（10）对步骤（9）处理后的钢管进行改头；由于前两次冷拔后钢管头较大，需将其切除重新打头，以适应第三道冷拔；

（11）对步骤（10）处理后的钢管进行中间管退火，中间退火温度在800℃~850℃之间，根据不同壁厚保温时间为20~30分钟；

（12）对步骤（11）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（13）对步骤（12）处理后的钢管利用冷拔机进行第三道次冷拔；

（14）对步骤（13）处理后的钢管进行成品热处理；

（15）对步骤（14）处理后的钢管进行理化检验、矫直、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的钢管喷标入库。

优选地，步骤（3）加热与步骤（4）穿孔之间为了保证穿孔精度还进行定心处理。

优选地，步骤（4）穿孔后进行滚磨处理。

采用该工艺获得的ND钢无缝管表面没有出现热裂，具有良好的耐硫酸露点腐蚀性能，在70℃，50% H₂SO₄溶液中浸泡24小时，耐硫酸腐蚀速率为8.9mg/cm².h.。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种ND钢无缝钢管生产工艺；其特征在于：包括以下步骤:

（1）将管坯剪断至所需长度，并对圆棒管坯进行剥皮处理；

（4）穿孔结束后利用余热进行打头；

（5）对步骤（4）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（7）对步骤（6）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（9）对步骤（8）处理后的钢管进行改头；

（10）对步骤（9）处理后的钢管进行中间管退火，中间退火温度在800℃~850℃之间，根据不同壁厚保温时间为20~30分钟；

（11）对步骤（10）处理后的钢管进行酸洗、磷化、润滑；

（13）对步骤（12）处理后的钢管进行成品热处理；

2.根据权利要求1所述的ND钢无缝钢管生产工艺，其特征在于：所述的酸洗采用10~15%的盐酸+3~5%的草酸+水进行表面处理，处理时间20~40分钟，处理温度为室温。

3.根据权利要求1所述的ND钢无缝钢管生产工艺，其特征在于：所述的酸洗采用30~35%的硫酸，处理时间30~60分钟，处理温度为50~60℃。

4.根据权利要求1~3所述的ND钢无缝钢管生产工艺，其特征在于：还包括步骤（2）加热与步骤（3）穿孔之间进行定心处理。

5.根据权利要求4所述的ND钢无缝钢管生产工艺，其特征在于：步骤（3）穿孔后进行滚磨处理。