CN105834217A - 大口径双相不锈钢无缝钢管制备工艺及在海洋工程的应用 - Google Patents

大口径双相不锈钢无缝钢管制备工艺及在海洋工程的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大口径双相不锈钢无缝钢管,其具体制备工艺步骤为:管坯加热→加热后的管坯穿孔→穿孔后的管坯退火→退火后的管坯大变形冷轧→冷轧管旋转固溶处理。采用本发明的工艺实现了大口径双相不锈钢无缝钢管的高质热穿孔,解决了穿孔表面开裂的问题,大幅提高了产品的尺寸精度。

Description

大口径双相不锈钢无缝钢管制备工艺及在海洋工程的应用
技术领域
本发明属于无缝钢管领域,特别是涉及一种大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺及其海洋工程中的应用。
背景技术
无缝钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时。
21世纪是海洋世纪,在陆地资源日渐枯竭的形势下,广阔的海洋已成为人类资源开发的热点。近年来,深/远海油气生产飞速发展,对大口径双相不锈钢无缝钢管的需求急剧增长,但由于热穿管开裂是双相不锈钢无缝钢管生产的难题,特别是大口径圆钢的热穿孔,难度极大,大口径双相不锈钢无缝钢管的生产成为世界性难题。
发明内容
本发明解决的技术问题:针对大口径双相不锈钢无缝钢管在热变形过程中极易开裂,生产困难的技术问题,急需提供一种大口径双相不锈钢无缝钢管生产的新工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
本发明生产大口径双相不锈钢无缝钢管的具体生产方法包括以下步骤:
(1)加热:将双相不锈钢管坯在斜底炉中加热至1200~1280℃,加热时间为10~12小时,从而保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:使用在线参数实时监测和反馈控制系统,将步骤(1)的热管坯经穿孔机穿孔,穿孔过程中,精确控制穿孔过程的温降,以提高热穿孔工艺的精确性与一致性,穿孔温度控制在1100~1200℃,得所需的大口径双相不锈钢无缝钢管管坯;
(3)退火:将步骤(2)的管坯引入连续式退火炉中进行退火,并且控制退火温度为1100~1160℃,退火时间为壁厚的2~3倍,退火时间单位为分钟,得到退火管坯;
(4)冷轧:将步骤(3)退火后的管坯进行大变形冷轧加工,冷轧加工的次数为1次,变形量为25~35%,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)旋转固溶处理:将步骤(4)中的冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管引入辊底式固溶炉中加热进行固溶处理,处理温度为1110~1150℃,保温时间为壁厚的1.5~2倍,保温时间单位为分钟。
本发明工艺制得的大口径双相不锈钢无缝钢管主要用于海洋工程,此外,该方法制得的大口径双相不锈钢无缝钢管还可用于核电、石油裂化、盐化工、煤液化等产业的关键耐蚀部位,本发明工艺制得的大口径双相不锈钢无缝钢管对这些产业的发展也将产生巨大的推动作用。
本发明的有益效果:
(1)在穿孔过程中精确控制穿孔过程的温降,实现了大口径双相不锈钢无缝钢管的高质热穿孔,解决了穿孔表面开裂的问题;
(2)采用大变形冷轧工艺,解决了冷变形过程中双相组织难协调易开裂的问题,实现了超级双相不锈钢管的高精度冷轧。
(3)采用旋转固溶处理技术,有效解决了大口径产品的固溶变形问题,大幅提高了产品的尺寸精度,由于采用了旋转固溶处理技术,节省了热矫直处理工序,减小了热矫直处理引起的加工硬化,降低了矫直开裂倾向。
具体实施方式
实施例1
(1)加热:将双相不锈钢管坯在斜底炉中加热至1200℃,加热12小时,保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:使用在线参数实时监测和反馈控制系统,将热管坯经穿孔机穿孔,穿孔过程中,精确控制穿孔过程的温降,穿孔温度控制在1100℃;
(3)退火:将穿孔后的管坯引入连续式退火炉中进行退火,并且控制退火温度为1100℃,退火时间为60分钟,得到退火管坯;
(4)冷轧:将退火后的管坯进行1次大变形冷轧加工,变形量为25%,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)旋转固溶处理:将大口径双相不锈钢无缝钢管引入辊底式固溶炉中加热进行固溶处理,处理温度为1110℃,保温时间为30分钟。
实施例2
(1)加热:将双相不锈钢管坯在斜底炉中加热至1250℃,加热11小时,保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:使用在线参数实时监测和反馈控制系统,将热管坯经穿孔机穿孔,穿孔过程中,精确控制穿孔过程的温降,穿孔温度控制在1150℃;
(3)退火:将穿孔后的管坯引入连续式退火炉中进行退火,并且控制退火温度为1130℃,退火时间为50分钟,得到退火管坯;
(4)冷轧:将退火后的管坯进行1次大变形冷轧加工,变形量为30%,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)旋转固溶处理:将冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管引入辊底式固溶炉中加热进行固溶处理,处理温度为1140℃,保温时间为25分钟。
实施例3
(1)加热:将双相不锈钢管坯在斜底炉中加热至1280℃,加热10小时,保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:使用在线参数实时监测和反馈控制系统,将热管坯经穿孔机穿孔,穿孔过程中,精确控制穿孔过程的温降,穿孔温度控制在1200℃;
(3)退火:将穿孔后的管坯引入连续式退火炉中进行退火,并且控制退火温度为1160℃,退火时间为40分钟,得到退火管坯;
(4)冷轧:将退火后的管坯进行1次大变形冷轧加工,变形量为35%,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)旋转固溶处理:将冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管引入辊底式固溶炉中加热进行固溶处理,处理温度为1150℃,保温时间为20分钟。
对比实施例1
(1)加热:将双相不锈钢管坯在环形炉中加热至1280℃,加热10小时,保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:将热管坯经穿孔机穿孔,穿孔温度控制在1200℃;
(3)退火:将穿孔后的管坯引入连续式退火炉中进行退火,并且控制退火温度为1160℃,退火时间为40分钟,得到退火管坯;
(4)冷轧:将退火后的管坯进行20次冷轧加工,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)热处理:采用辊底炉进行连续式热处理工艺,处理温度为1150℃,保温时间为20分钟,热处理后的管子严重变形。
(6)矫直处理:将热处理后的大口径双相不锈钢无缝钢管进行大变形矫直处理,制得强度大但韧性和耐腐性能差的大口径双相不锈钢无缝钢管。
表1大口径双相不锈钢无缝钢管常温力学性能和耐腐蚀性能
由表1数据可知,本发明方法制得的大口径双相不锈钢无缝钢管力学性能优异,耐腐蚀性能较好,可用在耐久性很强的海洋工程环境中。

Claims (7)

1.一种大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:所述制备工艺包括如下步骤:
(1)加热:将双相不锈钢管坯在斜底炉中加热,保证管坯加热均匀;
(2)穿孔:使用在线参数实时监测和反馈控制系统,将步骤(1)的热管坯经穿孔机穿孔,得大口径双相不锈钢无缝钢管管坯;
(3)退火:将步骤(2)的大口径双相不锈钢无缝钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火,得到退火管坯;
(4)冷轧:将步骤(3)退火后的管坯进行大变形冷轧加工,得到冷轧大口径双相不锈钢无缝钢管;
(5)旋转固溶处理:将步骤(4)中的大口径双相不锈钢无缝钢管引入辊底式固溶炉中加热进行固溶处理。
2.如权利要求1所述的大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:步骤(1)所述的加热温度为1200~1280℃,加热时间为10~12小时。
3.如权利要求1所述的大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:步骤(2)所述的穿孔温度为1100~1200℃。
4.如权利要求1所述的大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:步骤(3)所述的退火温度为1100~1160℃,退火时间为壁厚的2~3倍。
5.如权利要求1所述的大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:步骤(4)所述的大变形冷轧加工次数为1次,变形量为25~35%。
6.如权利要求1所述的大口径双相不锈钢无缝钢管的制备工艺,其特征在于:步骤(5)所述的旋转固溶处理温度为1110~1150℃,保温时间为壁厚的1.5~2倍。
7.如权利要求1所述的制备工艺制得的大口径双相不锈钢无缝钢管,其特 征在于:所述的大口径双相不锈钢无缝钢管用于海洋工程。
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