CN104384859A - 一种镍基合金n06625复合无缝钢管的生产方法 - Google Patents

一种镍基合金n06625复合无缝钢管的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，包括计算坯料规格、内外层金属管坯的加工、加工好的内外层金属管坯的装配、对复合管坯两端结合处进行密封、将干燥好的复合管坯进行冷扩、复合管坯的两端面封焊和加工、加工好的复合管坯的热扩孔、热挤压、挤压荒管的处理一列步骤。本发明制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的内外层金属之间结合力强；抗腐蚀性能可达到镍基合金N06625纯材的性能；可以生产φ325mm以下规格，长度可以达到11～12m，克服了现有的采用堆焊工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的抗腐蚀性能及机械性能不足的缺陷；该复合制造工艺简单，成品率高，极大地降低了制造成本。

Description

一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法
技术领域
    本发明涉及镍基合金N06625双金属无缝钢管制造技术领域，具体是一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法。
背景技术
双金属无缝钢管是指把性能和价值不同的钢种按照特殊要求复合在一起，以满足特殊用途的高附加值钢管产品。在某些特定行业中，由于需要不同，钢管内外层的金属成份可以不同。如锚杆行业，由于外层金属长时间接触水，需要使用耐腐蚀的不锈钢，而内层金属可以是普通碳钢。再如油气输送管内层金属要求高，需要使用防腐蚀材料，而对外层金属没有特殊要求。根据不同应用环境选择内外层金属的合理搭配，在节省贵重金属的同时又可以降低成本。自1991年双金属无缝钢管投入使用以来，经过十几年的发展，得到了广泛的应用。
目前镍基合金N06625复合无缝钢管的制造工艺主要是在碳钢层内堆焊镍基合金N06625，堆焊后内层的镍基合金N06625为铸态组织，由于堆焊过程中夹杂物或其他焊接缺陷的引入，导致镍基合金N06625复合无缝钢管的抗腐蚀性能及机械性能不足。从耐蚀性能来讲，该镍基合金N06625复合无缝钢管只相当于轧制态316L或镍基合金N08825，大大降低了使用性能，同时，堆焊工艺只适用于内径较大的复合管，内径越小，堆焊越困难，堆焊后长度越短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，克服了现有的采用堆焊工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的抗腐蚀性能及机械性能不足的缺陷，极大地降低了制造成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，包括以下步骤：
1）计算坯料规格：根据镍基合金N06625复合无缝钢管的成品尺寸规格和挤压比计算坯料规格；
2）内外层金属管坯的加工：分别选取两种不同材质的金属管坯作为外层金属管坯、内层金属管坯，对外层金属管坯的内表面和内层金属管坯的外表面进行车削精加工，并且对外层金属管坯、内层金属管坯两端面结合面处进行倒角加工；
3）加工好的内外层金属管坯的装配：在室温下将加工好的外层金属管坯和内层金属管坯装配，采用间隙配合，外层金属管坯和内层金属管坯两端结合处采用氩弧焊点焊，形成复合管坯；
4）对复合管坯两端结合处进行密封；
5）将干燥好的复合管坯进行冷扩，形成过盈配合；
6）复合管坯的两端面封焊和加工：对复合管坯两端面倒角处进行封焊，封焊采用氩弧焊打底，电弧焊满焊，形成倒角焊缝，并精加工复合管坯内表面和热扩孔用喇叭口；
7）加工好的复合管坯的热扩孔、热挤压：将加工好的复合管坯在环形炉内预热，然后在一次感应炉内进行一次感应加热，出炉，高压水除鳞，复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热扩孔，高压水除鳞，再在二次感应炉内进行二次感应加热，出炉，复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热挤压，形成挤压荒管；
8）挤压荒管的处理：对挤压荒管进行热处理，以及后续的矫直、精整、检验，得到双金属无缝钢管，最后根据长度、表面质量要求，对复合管坯进行冷轧或冷拔。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1）中挤压比控制在3～8之间。
作为本发明进一步的方案：所述步骤7）中预热温度为800～950℃，预热时间为2～3h；一次感应加热温度为1100～1150℃；高压水除鳞压力为15～23Mpa；二次感应加热温度为1100～1180℃；挤压速度为100～200mm/s。
作为本发明进一步的方案：所述外层金属管坯的材质为碳钢、低合金钢和合金钢中的一种，所述内层金属管坯的材质为镍基合金N06625。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2）中，外层金属管坯的倒角为宽5～10mm，深10～15mm的半“U”型坡口，内层金属管坯的倒角的直角边长度为5×5mm～10×10mm。
作为本发明进一步的方案：所述步骤3）中的间隙控制在2mm以内。
作为本发明进一步的方案：所述步骤4）还包括对复合管坯内壁进行牛油石灰润滑，并在200℃以下干燥。
作为本发明进一步的方案：所述步骤5）中对润滑后的复合坯进行冷扩孔，使冷扩后复合管坯形成过盈配合。
作为本发明进一步的方案：所述步骤8）中对挤压荒管进行冷轧或冷拔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用先复合内外层坯料再进行挤压的工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的内外层金属之间结合力强，内层为挤压态组织，晶粒细化，而且内层镍基合金N06625是由电渣工艺锻坯制得，具有高纯净度的特点；抗腐蚀性能可达到镍基合金N06625纯材的性能；从复合管规格来说，可以生产φ325mm以下规格，长度可以达到11～12m，克服了现有的采用堆焊工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的抗腐蚀性能及机械性能不足的缺陷；该复合制造工艺简单，成品率高，极大地降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1制造X70QS/N06625双金属无缝钢管
请参阅图1，本发明实施例中，一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，包括以下步骤：
1）根据镍基合金N06625复合无缝钢管的成品尺寸规格和挤压比计算坯料规格，设计坯料规格时，由于镍基合金N06625属于高镍合金，高温塑性区间窄，高温塑性差，挤压比不超过8；
2）内外层金属管坯的加工：外层金属管坯1采用低合金钢X70，内层金属管坯3采用镍基合金N06625，用卧式车床对外层金属管坯1的内表面和内层金属管坯3的外表面进行车削精加工，并且对外层金属管坯1、内层金属管坯3两端面2处的外层进行宽5mm，深15mm的半“U”形口倒角加工，对外层金属管坯1、内层金属管坯3两端面2处的内层进行直角边长度为10×10mm的倒角；
3）加工好的内外层金属管坯的装配：在室温下将加工好的外层金属管坯1和内层金属管坯3装配，间隙为1.1mm，外层金属管坯1和内层金属管坯3两端结合处采用氩弧焊点焊，形成复合管坯；
4）采用不干胶（或其他密封措施）对复合管坯两端结合处进行密封，内壁涂牛油石灰，在200℃以下干燥，保证牛油石灰的润滑效果；
5）将干燥好的复合管坯进行冷扩，形成过盈配合，过盈量0.5mm，冷扩可采用扩孔机或其他相关压力设备（根据复合坯料的具体规格，也可以不进行冷扩）；
6）复合管坯的两端面封焊和加工：对复合管坯两端面倒角处进行封焊，封焊采用氩弧焊打底，电弧焊满焊，形成倒角焊缝4，并采用镗床精加工复合管坯内表面，光洁度1.6μm，采用数控车床，编程控制加工热扩孔用喇叭口5；
7）加工好的复合管坯的热扩孔、热挤压：将加工好的复合管坯在环形炉内预热，预热温度为950℃，预热时间为2.5h；然后在一次感应炉内进行一次感应加热，温度为1100℃，出炉，进行高压水除鳞，高压水除鳞压力为15Mpa；复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热扩孔，高压水除鳞，再在二次感应炉内进行二次感应加热，温度为1150℃，出炉，复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热挤压，挤压速度为150mm/s，形成挤压荒管；
8）挤压荒管的处理：在淬火炉和回火炉内对挤压荒管进行热处理，淬火温度为920℃，回火温度为600±10℃，热处理后用矫直机矫直，矫直后弯曲度小于2mm/m，对矫直后的管子精整处理，并按要求对力学性能、表面质量、尺寸规格等进行检验：抗拉强度661MPa，屈服强度590MPa，伸长率22%，得到镍基合金N06625复合无缝钢管。
本发明采用先复合内外层坯料再进行挤压的工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的内外层金属之间结合力强，内层为挤压态组织，晶粒细化，而且内层镍基合金N06625是由电渣工艺锻坯制得，具有高纯净度的特点；抗腐蚀性能可达到镍基合金N06625纯材的性能；从复合管规格来说，可以生产φ325mm以下规格，长度可以达到11～12m，克服了现有的采用堆焊工艺制造的镍基合金N06625复合无缝钢管的抗腐蚀性能及机械性能不足的缺陷；该复合制造工艺简单，成品率高，极大地降低了制造成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）计算坯料规格：根据镍基合金N06625复合无缝钢管的成品尺寸规格和挤压比计算坯料规格；
2）内外层金属管坯的加工：分别选取两种不同材质的金属管坯作为外层金属管坯（1）、内层金属管坯（3），对外层金属管坯（1）的内表面和内层金属管坯（3）的外表面进行车削精加工，并且对外层金属管坯（1）、内层金属管坯（3）两端面结合面（2）处进行倒角加工；
3）加工好的内外层金属管坯的装配：在室温下将加工好的外层金属管坯（1）和内层金属管坯（3）装配，采用间隙配合，外层金属管坯（1）和内层金属管坯（3）两端结合处采用氩弧焊点焊，形成复合管坯；
4）对复合管坯两端结合处进行密封；
5）将干燥好的复合管坯进行冷扩，形成过盈配合；
6）复合管坯的两端面封焊和加工：对复合管坯两端面倒角处进行封焊，封焊采用氩弧焊打底，电弧焊满焊，形成倒角焊缝（4），并精加工复合管坯内表面和热扩孔用喇叭口（5）；
7）加工好的复合管坯的热扩孔、热挤压：将加工好的复合管坯在环形炉内预热，然后在一次感应炉内进行一次感应加热，出炉，高压水除鳞，复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热扩孔，高压水除鳞，再在二次感应炉内进行二次感应加热，出炉，复合管坯的内外表面采用玻璃粉润滑，热挤压，形成挤压荒管；
8）挤压荒管的处理：对挤压荒管进行热处理，以及后续的矫直、精整、检验，得到双金属无缝钢管，最后根据长度、表面质量要求，对复合管坯进行冷轧或冷拔。
2.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤1）中挤压比控制在3～8之间。
3.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤7）中预热温度为800～950℃，预热时间为2～3h；一次感应加热温度为1100～1150℃；高压水除鳞压力为15～23Mpa；二次感应加热温度为1100～1180℃；挤压速度为100～200mm/s。
4.根据权利要求1所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述外层金属管坯（1）的材质为碳钢、低合金钢和合金钢中的一种，所述内层金属管坯（3）的材质为镍基合金N06625。
5.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤2）中，外层金属管坯（1）的倒角为宽5～10mm，深10～15mm的半“U”型坡口，内层金属管坯（3）的倒角的直角边长度为5×5mm～10×10mm。
6.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤3）中的间隙控制在2mm以内。
7.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤4）还包括对复合管坯内壁进行牛油石灰润滑，并在200℃以下干燥。
8.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤5）中对润滑后的复合坯进行冷扩孔，使冷扩后复合管坯形成过盈配合。
9.根据权利要求１所述的一种镍基合金N06625复合无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤8）中对挤压荒管进行冷轧或冷拔。
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