CN109174998A - 一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无缝管件技术领域，尤其是一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，包括以下步骤：选材、冷成型、整形、成品热处理、坡口加工、检验、表面处理。本发明的一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，冷成型的工艺无需加热，避免热成型多次重复的环节，节约了能耗和工模具的消耗，并有利于超级奥氏体不锈钢无缝管件的金相性能；合适的热处理工艺保证了碳氮化物的充分固溶，提高产品的抗晶间腐蚀能力；生产效率高，生产周期短；可加工管件最大直径DN700的超级奥氏体不锈钢大口径无缝管件，避开了有缝管件的焊缝质量问题，提高了使用的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及无缝管件技术领域，尤其是一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法。
背景技术
已有的超级奥氏体不锈钢无缝管件的传统制造方法是：目前国内外无大口径超级奥氏体不锈钢无缝管件的实例技术；一般采用超级奥氏体不锈钢钢板为原材料，进行焊接成型的方式进行制造，产品为有缝管件。
传统的超级奥氏体不锈钢的传统制造方法存在以下缺陷：
1、产品的质量可靠性低，无缝管件质量优于有缝管件；
2、生产成本高，超级奥氏体不锈钢钢板一般选用进口；
3、产品生产效率低，生产周期长。
发明内容
为了克服现有的有缝管件的不足，本发明提供了一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，解决现有有缝管件产品的质量可靠性低、生产成本高、产品生产效率低和生产周期长的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，包括以下步骤：
（1），选材：采用超级奥氏体不锈钢无缝钢管；
（2），冷成型：利用全液压驱动的4000吨压机进行冷挤压成型；
（3），整形：利用配套内径610mm的管件整形模具和整形专用压头进行冷整口；
（4），成品热处理：将在1140℃±10℃的温度下进行保温，保温时间：30分钟，出炉后的无缝管件，在20秒时间内放入水中进行固溶处理，保证碳氮化物的充分固溶；
（5），坡口加工：对无缝管件端部按ASME B16.9-2012的标准进行V型坡口倒角为37.5°±2.5°加工；
（6），检验：进行无损探伤，通过液体渗透检测和超声波检测对无缝管件进行无损检验；
（7），表面处理：对检验合格的无缝管件内外表面进行打磨抛光处理，使其达到Ra12.5的表面状态。
进一步的，包括步骤4）中，在1140℃±10℃的保温温度下，保温时间：1分钟/壁厚（每毫米），且不小于30分钟保温时间；保温后，在20秒内将1140℃±10℃的无缝管件放入25℃水溶液的池内，外表面浸入水中，无缝管件在机械带动下2转/分钟旋转，同时内孔用高压水泵冲水的方法降温，降温速率280℃/分钟，无缝管件温度降至590℃以下后，将无缝管件取出水池，进行自然冷却，完成固溶热处理。
本发明的有益效果是，本发明的一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，冷成型的工艺无需加热，避免热成型多次重复的环节，节约了能耗和工模具的消耗，并有利于超级奥氏体不锈钢无缝管件的金相性能；合适的热处理工艺保证了碳氮化物的充分固溶，提高产品的抗晶间腐蚀能力；生产效率高，生产周期短；可加工管件最大直径DN700的超级奥氏体不锈钢大口径无缝管件，避开了有缝管件的焊缝质量问题，提高了使用的安全性和稳定性。
具体实施方式
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，包括以下步骤：
（1），选材：采用超级奥氏体不锈钢无缝钢管；对超级奥氏体不锈钢无缝钢管进行内外圆表面处理，清除氧化皮，修磨表面凹坑翘皮；
（2），冷成型：利用全液压驱动的4000吨压机进行冷挤压成型；有利于管件毛坯的金相性能保持；
（3），整形：利用配套内径610的管件整形模具和整形专用压头进行冷整口；
（4），成品热处理：将在1140℃±10℃的温度下进行保温，保温时间：30分钟。出炉后的无缝管件，在20秒时间内放入水中进行固溶处理，保证碳氮化物的充分固溶；
（5），坡口加工：对无缝管件端部按ASME B16.9-2012的标准进行V型坡口倒角为37.5°±2.5°加工；
（6），检验：进行无损探伤，通过液体渗透检测和超声波检测对无缝管件进行无损检验；
（7），表面处理：对检验合格的无缝管件内外表面进行抛光处理，使其达到Ra12.5的表面状态。
进一步的，包括步骤4）中，在1140℃±10℃的保温温度下，保温时间：1分钟/壁厚（每毫米），且不小于30分钟保温时间；保温后，在20秒内将1140℃的无缝管件放入25℃水溶液的池内，外表面浸入水中，无缝管件在机械带动下2转/分钟旋转，同时内孔用高压水泵冲水的方法降温，降温速率280℃/分钟，无缝管件温度降至590℃以下后，将无缝管件取出水池，进行自然冷却，完成固溶热处理。保证碳氮化物的充分固溶，提高产品的抗晶间腐蚀能力。无缝钢管的原材料是采用电渣重熔技术制得超级奥氏体不锈钢空心锭圆柱管坯料，无缝管件的原材料采用冷轧工艺的超级奥氏体不锈钢无缝钢管。
具体实施例一：参照上海核工程研究设计院制定的技术条件与相关ASTM标准，分别选取无缝弯头的端部、内弧中间和外弧中间三个取样点和无缝三通的主管端部、支管端部和R角附近的三个取样点，对材料的腐蚀性能进行了全面检测。两部分四大类11项腐蚀试验（11项腐蚀试验试验项目见下列表一）：
表一 11项腐蚀试验试验项目
得出以下结论：
1）弯头试样与三通试样的临界点蚀温度（化学浸泡法）均为75℃。两种试样点蚀电位均在850mVSCE附近，极化曲线测试结果相近。两种材料均具有良好的耐点蚀性能。
2）在针对取自弯头和三通共计六个部位试样进行的点蚀试验中，按ASTM G48 A法在50℃试验24小时，未发现点蚀，按ASTM G48 E法进行试验，在50℃下暴露72小时后，放大30倍下目视无点蚀。送样材料通过点蚀试验。
3）弯头试样与三通试样的临界缝隙腐蚀温度（化学浸泡法）均为35℃。
4）在针对取自弯头和三通共计六个部位试样进行的缝隙腐蚀试验中，按ASTM G48F法进行试验，采用开槽的聚甲醛树脂垫圈制作缝隙，所有试样在29℃下持续72小时，部分试样出现缝隙腐蚀。其中，弯头1试样最大缝隙腐蚀深度为14μm，弯头2试样最大缝隙腐蚀深度为16μm，弯头3试样最大缝隙腐蚀深度为18μm，三通4试样最大缝隙腐蚀深度为11μm，三通5试样最大缝隙腐蚀深度为18μm，三通6试样最大缝隙腐蚀深度为13μm。所有试样最大缝隙腐蚀深度均小于38μm，送样材料通过缝隙腐蚀试验。
5）在硝酸法（ASTM A262标准 C法）晶间腐蚀试验中，敏化处理前的弯头和三通试样的晶间腐蚀程度最低，腐蚀行为相近；敏化后试样的晶间腐蚀倾向稍有增大。在针对弯头和三通共计六个部位取样进行的晶间腐蚀试验中，弯头1和弯头2处的试样晶间腐蚀较其他部位略微严重。整体来看，六个部位试样的晶间腐蚀均保持在较低水平，耐晶间腐蚀性能良好。
6）在σ和χ相检测中，弯头和三通共计六个部位的试样均没有发现过量的沉淀析出物。送样材料通过σ和χ相检测。
综上所述，报告给出了取自两种管件的试样在全部试验后的测试结果与具体数据，所有试样均顺利通过腐蚀性试验。这一结果也为CAP系列厂用水系统超级奥氏体不锈钢无缝管道、管件国产化研制提供了充分的数据支撑与理论依据。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，其特征是，包括以下步骤：
（1），选材：采用超级奥氏体不锈钢无缝钢管；
（2），冷成型：利用全液压驱动的4000吨压机进行冷挤压成型；
（3），整形：利用配套内径610mm的管件整形模具和整形专用压头进行冷整口；
（4），成品热处理：将在1140℃±10℃的温度下进行保温，保温时间：30分钟，出炉后的无缝管件，在20秒时间内放入水中进行固溶处理，保证碳氮化物的充分固溶；
（5），坡口加工：对无缝管件端部按ASME B16.9-2012的标准进行V型坡口倒角为37.5°±2.5°加工；
（6），检验：进行无损探伤，通过液体渗透检测和超声波检测对无缝管件进行无损检验；
（7），表面处理：对检验合格的无缝管件内外表面进行打磨抛光处理，使其达到Ra12.5的表面状态。
2.根据权利要求1所述的一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝管件的制造方法，其特征是，所述步骤4）中，在1140℃±10℃的保温温度下，保温时间：1分钟/壁厚（每毫米），且不小于30分钟保温时间；保温后，在20秒内将1140℃±10℃管件放入25℃水溶液的池内，外表面浸入水中，无缝管件在机械带动下2转/分钟旋转，同时内孔用高压水泵冲水的方法降温，降温速率280℃/分钟，无缝管件温度降至590℃以下后，将无缝管件取出水池，进行自然冷却，完成固溶热处理。
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