CN107570553A - 一种奥氏体不锈钢管的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，所述奥氏体不锈钢管包括如下质量百分比的组分：P 0.02％、S 0.008％、C 0.10％、Mn 3.5％、Si 0.07％、Cr 22％、Ni 11％，剩余部分为铁；所述制备工艺包括如下步骤：钢板预处理、钢板翻卷成型、焊接、酸洗、水洗、去除毛刺、热处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；所述焊接方法是采用不锈钢管焊接机进行等离子弧焊焊接。本发明工艺合理，容易实现，通过焊接区预处理、等离子弧焊焊接和固溶热处理方式，提高了奥氏体不锈钢管的成品率，所制备的奥氏体不锈钢管具有优异的力学强度和低温韧性，是一种综合性能优异的液化天然气用管道，应用前景广阔。

Description

一种奥氏体不锈钢管的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种不锈钢管制备设备领域，具体是一种奥氏体不锈钢管的制备工艺。

背景技术

奥氏体不锈钢管是指以奥氏体不锈钢为原料经焊接和热处理方式制备的钢管，具有优异的低温稳定性，广泛用作液化天然气的储存及输送管道。但目前，我国的液化天然气用奥氏体不锈钢管因焊接水平低、热处理方法不当等因素，使得钢管的综合性能差，尤其是低温韧性不足，容易出现变形及裂缝等缺陷，降低了成品率，影响钢管的正常使用。

而且现有的不锈钢管焊接机只能对常见的几种直径的不锈钢管进行焊接，无法实现对夹装直径的调整，同时，现有的不锈钢管焊接机在夹装时，固定效果差，使得焊接时钢管容易移动或转动，影响焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，所述奥氏体不锈钢管包括如下质量百分比的组分：P 0.02％、S 0.008％、C 0.10％、Mn 3.5％、Si 0.07％、Cr 22％、Ni 11％，剩余部分为铁；

所述制备工艺包括如下步骤：钢板预处理、钢板翻卷成型、焊接、酸洗、水洗、去除毛刺、热处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；

所述钢板预处理的方法为用有机溶剂清洗钢板待焊接部位9～11次；

所述翻卷成型在卷管成型机上进行，卷管成型后的焊接宽度为2～3mm；

所述焊接方法是采用不锈钢管焊接机进行等离子弧焊焊接；

所述酸洗方法为将焊接后的钢管浸没于酸洗液中浸泡45～60min；

所述去除毛刺后的残余高度为-0.02～+0.02mm；

所述探伤方法为超声波探伤；

所述热处理方法为固溶处理；

所述有机溶剂为无水乙醇；

所述等离子弧焊焊接的工艺条件为：电流220A，电压30V，焊接速度350mm/min，氦气保护气体的流量为55～70L/min；

所述酸洗液为18wt％硫酸和12％氢氟酸的水溶液；

所述固溶处理的工艺条件为：在去除毛刺后的不锈钢管内插入外径尺寸与钢管内径吻合的石英管，然后将其放置于氦气环境的程序升温炉中，先以150℃/min的升温速率自室温升温至1500℃，保温40～45min，再以400℃/min的降温速率快速降至室温，保持2.5～3h出炉。

作为本发明进一步的方案：不锈钢管焊接机包括送料机构、送料架、导向板、焊接箱体、送料台、主机、主机架、主机台、机架、上转动胶块、下转动胶块、链条、前主动链轮、后主动链轮、从动链轮、上齿轮、下齿轮、丝杠、导柱、上下调节块和旋转手柄，其特征在于，所述送料机构底部为送料架，送料架的上面为送料台，送料台上的后部设置有沿着左右两根平行导轨上等间距排列的多个导向板，每个导向板内均设置有用于导向卷管成型机对钢板进行翻卷的圆弧形槽孔，送料台的前端部设置有用于焊接钢板的焊接箱体；

所述焊接箱体上设置有后往前贯穿通过钢板的圆形通孔，且在焊接箱体内设置有用于将钢板无缝焊接成不锈钢管的焊枪；

位于送料台上由后往前依次排列的导向板的圆弧曲率半径依次减小；依次地：最靠近送料台前端部的焊接箱体的导向板的圆弧曲率半径等于焊接箱体内圆形通孔的半径；

所述送料机构的前方设置有主机，主机的底部设置有主机架，主机架的上面为主机台,所述主机台的后部设置有机架，机架的前侧设置有用于上下相互配合夹持并定型不锈钢管的上转动胶块和下转动胶块，在上转动胶块和下转动胶块外侧端均设置有符合不锈钢管外侧圆弧面的半圆弧凹槽，在上转动胶块和下转动胶块的底部均设置有相应的链条，链条的前端底部设置有和链条相配合的前主动链轮，前主动链轮的后部设置有上下调节块，前主动链轮通过键和转轴的前端连接，转轴的后方设置有后主动链轮，后主动链轮通过键和转轴的后端连接；

所述上下调节块的中间后部设置有丝杠，丝杠的前后两侧并排设置有导柱，上下调节块的后部中间设置有和丝杠相螺纹配合的安装螺孔，上下调节块的后部两侧设置有和导柱对应的安装滑孔，丝杠由上往下地贯穿通过上下调节块的安装螺孔内，丝杠的下端设置有第一安装孔，第一安装孔内设置有第一轴承，丝杠的下端安装在第一轴承孔内；导柱的下端设置有螺纹头，机架的底部设置有和导柱的螺纹头对应的螺孔，导柱的下端通过螺纹配合和机架连接，丝杠的上端设置有旋转手柄；

后主动链轮的后方设置有从动链轮，从动链轮通过键和转轴连接，从动链轮的后端设置有上齿轮，上齿轮的下方设置有下齿轮，上齿轮和下齿轮通过齿轮啮合连接，转轴的后端的机架上设置有和转轴对应的第二安装孔，第二安装孔内设置有第二轴承，转轴的后端安装在第二轴承孔内。

作为本发明进一步的方案：所述导向板中心设置有进料通孔。

作为本发明进一步的方案：所述链条的每个链节对应一个夹管胶块，夹管胶块通过螺钉固定在链节上。

作为本发明进一步的方案：所述上转动胶块和下转动胶块的后端设置有和前主动链轮平行的主动链轮，主动链轮通过键和转轴连接，主动链轮安装在转轴的前端，转轴的后端处设置有第三安装孔，第三安装孔内设置有轴承，转轴安装在第三轴承孔内。

作为本发明进一步的方案：在上转动胶块的前端设置有用于引导移动焊接后不锈钢管上下调节滚轮。

作为本发明进一步的方案：所述焊枪为等离子弧发生装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种奥氏体不锈钢管的制备方法，工艺合理，容易实现，通过焊接区预处理、等离子弧焊焊接和固溶热处理方式，提高了奥氏体不锈钢管的成品率，所制备的奥氏体不锈钢管具有优异的力学强度和低温韧性，是一种综合性能优异的液化天然气用管道，应用前景广阔。而且本发明中不锈钢管焊接机通过上转动胶块和下转动胶块之间所形成的奥氏体不锈钢管夹槽，使得奥氏体不锈钢管夹装更加牢固，从而解决了奥氏体不锈钢管在焊接时避免发生偏移或偏转的问题；通过上转动胶块和下转动胶块后部设置的上下调节块，实现了对上转动胶块和下转动胶块之间距离的调整，从而实现了对不同直径奥氏体不锈钢管的夹装。本发明中的不锈钢管焊接机相比现有的不锈钢管焊接机，结构简单、成本低廉、功能更强。

附图说明

图1为本发明中的一种不锈钢管焊接机的整体结构示意图。

图2～3为本发明中的一种不锈钢管焊接机中主机的结构示意图。

图4为本发明中的一种不锈钢管焊接机中主机的后视结构示意图。

图5为本发明中的一种不锈钢管焊接机中的上下转动胶块前视结构示意图。

图6为本发明中的一种不锈钢管焊接机中的上下转动胶块后视结构示意图。

图7～8为本发明中的一种不锈钢管焊接机中的送料机构的结构示意图。

图中：送料机构1、送料架2、导向板3、圆弧形槽孔31、焊接箱体4、圆形通孔41、焊枪42、送料台5、平行导轨51、主机6、主机架7、主机台8、机架9、上转动胶块10、下转动胶块11、链条12、

前主动链轮13、后主动链轮14、

从动链轮15、上齿轮16、下齿轮17、丝杠18、导柱19、调节块20、旋转手柄21、滚轮22。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明提供一种奥氏体不锈钢管的制备工艺的具体实施例，所述奥氏体不锈钢管包括如下质量百分比的组分：P 0.02％、S 0.008％、C 0.10％、Mn 3.5％、Si 0.07％、Cr22％、Ni 11％，剩余部分为铁；

所述制备工艺包括如下步骤：钢板预处理、钢板翻卷成型、焊接、酸洗、水洗、去除毛刺、热处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；

所述钢板预处理的方法为用有机溶剂清洗钢板待焊接部位9～11次；

所述翻卷成型在卷管成型机上进行，卷管成型后的焊接宽度为2～3mm；

所述焊接方法是采用不锈钢管焊接机进行等离子弧焊焊接；

所述酸洗方法为将焊接后的钢管浸没于酸洗液中浸泡45～60min；

所述去除毛刺后的残余高度为-0.02～+0.02mm；

所述探伤方法为超声波探伤；

所述热处理方法为固溶处理；

所述有机溶剂为无水乙醇；

所述等离子弧焊焊接的工艺条件为：电流220A，电压30V，焊接速度350mm/min，氦气保护气体的流量为55～70L/min；

所述酸洗液为18wt％硫酸和12％氢氟酸的水溶液；

所述固溶处理的工艺条件为：在去除毛刺后的不锈钢管内插入外径尺寸与钢管内径吻合的石英管，然后将其放置于氦气环境的程序升温炉中，先以150℃/min的升温速率自室温升温至1500℃，保温40～45min，再以400℃/min的降温速率快速降至室温，保持2.5～3h出炉。

如图1～8所示：本发明中的不锈钢管焊接机包括送料机构1、送料架2、导向板3、焊接箱体4、送料台5、主机6、主机架7、主机台8、机架9、上转动胶块10、下转动胶块11、链条12、前主动链轮13、后主动链轮14、从动链轮15、上齿轮16、下齿轮17、丝杠18、导柱19、上下调节块20和旋转手柄21，其特征在于，所述送料机构1底部为送料架2，送料架2的上面为送料台5，送料台5上的后部设置有沿着左右两根平行导轨51上等间距排列的多个导向板3，每个导向板3内均设置有用于导向卷管成型机对钢板进行翻卷的圆弧形槽孔31，送料台5的前端部设置有用于焊接钢板的焊接箱体4；所述焊接箱体4上设置有后往前贯穿通过钢板的圆形通孔41，且在焊接箱体4内设置有用于将钢板无缝焊接成不锈钢管的焊枪42；位于送料台5上由后往前依次排列的导向板3的圆弧曲率半径依次减小；依次地：最靠近送料台5前端部的焊接箱体4的导向板3的圆弧曲率半径等于焊接箱体4内圆形通孔41的半径；所述送料机构1的前方设置有主机6，主机6的底部设置有主机架7，主机架7的上面为主机台8,所述主机台8的后部设置有机架9，机架9的前侧设置有用于上下相互配合夹持并定型不锈钢管的上转动胶块10和下转动胶块11，在上转动胶块10和下转动胶块11外侧端均设置有符合不锈钢管外侧圆弧面的半圆弧凹槽101，在上转动胶块10和下转动胶块11的底部均设置有相应的链条12，链条12的前端底部设置有和链条12相配合的前主动链轮13，前主动链轮13的后部设置有上下调节块20，前主动链轮13通过键和转轴的前端连接，转轴的后方设置有后主动链轮14，后主动链轮14通过键和转轴的后端连接。

如图6所示：所述上下调节块20的中间后部设置有丝杠18，丝杠18的前后两侧并排设置有导柱19，上下调节块20的后部中间设置有和丝杠18相螺纹配合的安装螺孔，上下调节块20的后部两侧设置有和导柱19对应的安装滑孔，丝杠18由上往下地贯穿通过上下调节块20的安装螺孔内，丝杠18的下端设置有第一安装孔，第一安装孔内设置有第一轴承，丝杠18的下端安装在第一轴承孔内；导柱19的下端设置有螺纹头，机架9的底部设置有和导柱19的螺纹头对应的螺孔，导柱19的下端通过螺纹配合和机架9连接，丝杠18的上端设置有旋转手柄21；后主动链轮14的后方设置有从动链轮15，从动链轮15通过键和转轴连接，从动链轮15的后端设置有上齿轮16，上齿轮16的下方设置有下齿轮17，上齿轮16和下齿轮17通过齿轮啮合连接，转轴的后端的机架9上设置有和转轴对应的第二安装孔，第二安装孔内设置有第二轴承，转轴的后端安装在第二轴承孔内。

其中：所述导向板3中心设置有进料通孔。所述链条12的每个链节对应一个夹管胶块，夹管胶块通过螺钉固定在链节上。所述上转动胶块10和下转动胶块11的后端设置有和前主动链轮13平行的主动链轮，主动链轮通过键和转轴连接，主动链轮安装在转轴的前端，转轴的后端处设置有第三安装孔，第三安装孔内设置有轴承，转轴安装在第三轴承孔内。在上转动胶块10的前端设置有用于引导移动焊接后不锈钢管上下调节滚轮22。所述焊枪为等离子弧发生装置。

本发明一种奥氏体不锈钢管的制备方法，工艺合理，容易实现，通过焊接区预处理、等离子弧焊焊接和固溶热处理方式，提高了奥氏体不锈钢管的成品率，所制备的奥氏体不锈钢管具有优异的力学强度和低温韧性，是一种综合性能优异的液化天然气用管道，应用前景广阔。而且本发明中不锈钢管焊接机通过上转动胶块和下转动胶块之间所形成的奥氏体不锈钢管夹槽，使得奥氏体不锈钢管夹装更加牢固，从而解决了奥氏体不锈钢管在焊接时避免发生偏移或偏转的问题；通过上转动胶块和下转动胶块后部设置的上下调节块，实现了对上转动胶块和下转动胶块之间距离的调整，从而实现了对不同直径奥氏体不锈钢管的夹装。本发明中的不锈钢管焊接机相比现有的不锈钢管焊接机，结构简单、成本低廉、功能更强。

本发明中不锈钢管焊接机的工作原理是：钢板先由卷管成型机进行翻卷成型再通过导向板3进入焊接箱体4的圆形通孔41，然后进入上转动胶块10和下转动胶块11之间所形成的奥氏体不锈钢管夹槽内，然后根据所焊接的钢管的直径调整旋转手柄21，旋转手柄21的转动带动上下调节块20上下移动，实现上转动胶块10和下转动胶块11之间距离的调整，当翻卷成型后的钢板的前端到达焊枪位置时，通过调节旋转手柄21把钢板固定，开始启动焊接箱体4进行对焊缝焊接，钢板有后往前逐渐推送移动，焊枪持续对焊缝进行焊接，待焊接完成后，通过推动成型奥氏体不锈钢管向前移动，奥氏体不锈钢管在上、下转动胶块的转动下，更方便地实现移动。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，所述奥氏体不锈钢管包括如下质量百分比的组分：P 0.02％、S 0.008％、C 0.10％、Mn 3.5％、Si 0.07％、Cr 22％、Ni 11％，剩余部分为铁；

所述制备工艺包括如下步骤：钢板预处理、钢板翻卷成型、焊接、酸洗、水洗、去除毛刺、热处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；

所述钢板预处理的方法为用有机溶剂清洗钢板待焊接部位9～11次；

所述翻卷成型在卷管成型机上进行，卷管成型后的焊接宽度为2～3mm；

所述焊接方法是采用不锈钢管焊接机进行等离子弧焊焊接；

其中：不锈钢管焊接机包括送料机构(1)、送料架(2)、导向板(3)、焊接箱体(4)、送料台(5)、主机(6)、主机架(7)、主机台(8)、机架(9)、上转动胶块(10)、下转动胶块(11)、链条(12)、前主动链轮(13)、后主动链轮(14)、从动链轮(15)、上齿轮(16)、下齿轮(17)、丝杠(18)、导柱(19)、上下调节块(20)和旋转手柄(21)，其特征在于，所述送料机构(1)底部为送料架(2)，送料架(2)的上面为送料台(5)，送料台(5)上的后部设置有沿着左右两根平行导轨(51)上等间距排列的多个导向板(3)，每个导向板(3)内均设置有用于导向卷管成型机对钢板进行翻卷的圆弧形槽孔(31)，送料台(5)的前端部设置有用于焊接钢板的焊接箱体(4)；

所述焊接箱体(4)上设置有后往前贯穿通过钢板的圆形通孔(41)，且在焊接箱体(4)内设置有用于将钢板无缝焊接成不锈钢管的焊枪(42)；

位于送料台(5)上由后往前依次排列的导向板(3)的圆弧曲率半径依次减小；

所述送料机构(1)的前方设置有主机(6)，主机(6)的底部设置有主机架(7)，主机架(7)的上面为主机台(8),所述主机台(8)的后部设置有机架(9)，机架(9)的前侧设置有用于上下相互配合夹持并定型不锈钢管的上转动胶块(10)和下转动胶块(11)，在上转动胶块(10)和下转动胶块(11)外侧端均设置有半圆弧凹槽(101)，在上转动胶块(10)和下转动胶块(11)的底部均设置有相应的链条(12)，链条(12)的前端底部设置有和链条(12)相配合的前主动链轮(13)，前主动链轮(13)的后部设置有上下调节块(20)，前主动链轮(13)通过键和转轴的前端连接，转轴的后方设置有后主动链轮(14)，后主动链轮(14)通过键和转轴的后端连接；

所述上下调节块(20)的中间后部设置有丝杠(18)，丝杠(18)的前后两侧并排设置有导柱(19)，上下调节块(20)的后部中间设置有和丝杠(18)相螺纹配合的安装螺孔，上下调节块(20)的后部两侧设置有和导柱(19)对应的安装滑孔，丝杠(18)由上往下地贯穿通过上下调节块(20)的安装螺孔内，丝杠(18)的下端设置有第一安装孔，第一安装孔内设置有第一轴承，丝杠(18)的下端安装在第一轴承孔内；导柱(19)的下端设置有螺纹头，机架(9)的底部设置有和导柱(19)的螺纹头对应的螺孔，导柱(19)的下端通过螺纹配合和机架(9)连接，丝杠(18)的上端设置有旋转手柄(21)；

后主动链轮(14)的后方设置有从动链轮(15)，从动链轮(15)通过键和转轴连接，从动链轮(15)的后端设置有上齿轮(16)，上齿轮(16)的下方设置有下齿轮(17)，上齿轮(16)和下齿轮(17)通过齿轮啮合连接，转轴的后端的机架(9)上设置有和转轴对应的第二安装孔，第二安装孔内设置有第二轴承，转轴的后端安装在第二轴承孔内。

2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，所述导向板(3)中心设置有进料通孔。

3.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，所述链条(12)的每个链节对应一个夹管胶块，夹管胶块通过螺钉固定在链节上。

4.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，所述上转动胶块(10)和下转动胶块(11)的后端设置有和前主动链轮(13)平行的主动链轮，主动链轮通过键和转轴连接，主动链轮安装在转轴的前端，转轴的后端处设置有第三安装孔，第三安装孔内设置有轴承，转轴安装在第三轴承孔内。

5.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，在上转动胶块(10)的前端设置有用于引导移动焊接后不锈钢管上下调节滚轮(22)。

6.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管的制备工艺，其特征在于，所述焊枪为等离子弧发生装置。