CN109321927B - 防腐马氏体螺旋埋弧焊管及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防腐马氏体螺旋埋弧焊管及其制备工艺，属于无缝钢管技术领域，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe，采用原料配制、卷板制备、退火、开卷、矫平、铣边、清洗、螺旋状圆筒成型、钢管成型、扩径、探伤、表面处理，得到防腐马氏体螺旋埋弧焊管。该防腐马氏体螺旋埋弧焊管，通过Zr、Sn、Ca三者的协同作用，且在皂化液中加入颗粒氧化铝，在酸洗液中加入氯化钠，使其不仅具有良好的抗二氧化碳腐蚀性和低开裂率，而且还具有较低的硬度HRC值，同时降低了其表面出现凹坑麻点的情况，提高了其使用寿命和产品合格率。

Description

防腐马氏体螺旋埋弧焊管及其制备工艺
技术领域
本发明涉及无缝钢管技术领域，更具体的说，它涉及一种防腐马氏体螺旋埋弧焊管及其制备工艺。
背景技术
由于人们对石油资源减少的关注日益增强，油井和气井在较高的温度和强度下作用，并且开采出的液体通常含有二氧化碳，输送液体的不锈钢管常被二氧化碳腐蚀并产生应力裂纹而存在安全隐患。输送石油、天然气的不锈钢管也是如此。
目前，授权公告日为2018.06.05、授权公告号为CN106391715B的专利文献公开了一种马氏体无缝钢管的制备工艺，包括马氏体钢管的管坯打中心孔，然后进行穿孔；对穿孔后的管坯进行退火处理；对退火后的管坯用酸洗液进行酸洗、磷化、皂化和润滑处理；将润滑处理后的管坯进行热轧，冷却后进行时效处理，得到马氏体钢管成品。该马氏体无缝钢管的制备工艺通过对皂化液进行改进，增加了马氏体无缝钢管表面的光洁度，减小了马氏体无缝钢管表面出现凹坑麻点的现象，但是由于该马氏体无缝钢管的制备工艺没有对其耐腐性进行改进，耐腐性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其不仅具有良好的抗二氧化碳腐蚀性和低开裂率，而且还具有较低的硬度HRC值，降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面出现凹坑麻点的情况，提高了产品合格率。
本发明的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的制备方法，通过在酸洗液中加入氯化钠溶液，在皂化液中加入颗粒氧化铝，且在酸洗、皂化洗之后采用乙醇洗，进一步提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度，减小其表面出现凹坑麻点的现象，从而提高了产品的质量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
防腐马氏体螺旋埋弧焊管，按重量百分比计，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.01-0.10％、Cr：9.00-20.0％、Ni：0.50-3.00％、Cu：0.10-1.50％、Mo：0.10-2.00％、V：0.05-1.00％、W：0.10-2.00％、Se：0.01-0.30％、Zr：0.05-1.00％、Sn：0.01-0.50％、Ca：0.03-0.80％、N：0.01-0.20％、S：≤0.04％、P：≤0.04％，余量为Fe；
防腐马氏体螺旋埋弧焊管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为800-900℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温1-3h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)将精铣处理后的卷板进行酸洗、皂化洗、乙醇洗；
(6)在温度为350-450℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(10)在温度为500-700℃的条件下氧化，之后在温度为200-300℃的条件下保温3-5h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管；
所述酸洗中酸洗液包括盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液，盐酸溶液中盐酸的重量百分数为10-15％，柠檬酸溶液中柠檬酸的重量百分数为30-40％，磷酸溶液中磷酸的重量百分数为20-25％，氯化钠溶液中氯化钠的重量百分数为1-5％；
所述皂化洗中皂化液包括三乙醇胺、磺酸钠、油酸、硬脂酸、颗粒氧化铝。
通过采用上述技术方案，通过Zr、Sn、Ca三者之间的协同作用，并结合C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、N、Fe，使防腐马氏体螺旋埋弧焊管不仅具有良好的抗二氧化碳腐蚀性，同时还具有较低的开裂率和硬度HRC值，提高了防腐马氏体的使用寿命和产品合格率。
不仅使防腐马氏体螺旋埋弧焊管具有良好的抗二氧化碳腐蚀性和低开裂率，而且在酸洗、皂化洗之后采用乙醇洗，进一步提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度，减小防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面出现凹坑麻点的现象，通过对探伤检测完毕后的钢管进行氧化处理，进一步提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管和抗二氧化碳腐蚀性，而且提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的质量。
通过在酸洗液中加入氯化钠溶液，在对精铣处理后的卷板进行酸洗时，氯化钠能够对卷板表面的毛刺进行清理，从而提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度。
通过在皂化液中加入颗粒氧化铝，在对酸洗处理后的卷板进行皂化洗时，颗粒氧化铝能够对卷板表面起到打磨抛光的作用，从而提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度。
较优选地，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.03-0.05％、Cr：12.0-17.0％、Ni：1.00-2.00％、Cu：0.30-0.90％、Mo：0.50-1.30％、V：0.10-0.40％、W：0.50-1.30％、Se：0.04-0.10％、Zr：0.10-0.40％、Sn：0.05-0.20％、Ca：0.10-0.30％、N：0.02-0.05％、S：≤0.04％、P：≤0.04％，余量为Fe。
较优选地，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.04％、Cr：13.0％、Ni：1.50％、Cu：0.50％、Mo：1.00％、V：0.20％、W：1.00％、Se：0.07％、Zr：0.20％、Sn：0.10％、Ca：0.15％、N：0.03％、S：≤0.04％、P：≤0.04％，余量为Fe。
通过采用上述技术方案，对防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素含量进一步优化，进一步提高防腐马氏体螺旋埋弧焊管的抗二氧化碳腐蚀性，降低防腐马氏体螺旋埋弧焊管的硬度HRC值、开裂率。
较优选地，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为5-20mm。
通过采用上述技术方案，对防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚进行限定，防止防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚过薄达不到硬度要求，同时防止防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚过厚而浪费材料，提高防腐马氏体螺旋埋弧焊管的实用性。
较优选地，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管一端的外侧壁设置有外螺纹、另一端的内侧壁设置有内螺纹。
通过采用上述技术方案，使防腐马氏体螺旋埋弧焊管之间的连接更方便。
较优选地，所述盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为(1-2):(3-4):(2-3):(0.5-1.5)。
通过采用上述技术方案，对盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比进行优化，进一步提高酸洗的清洗效果。
较优选地，按重量份数计，所述皂化洗中皂化液包括三乙醇胺3-9份、磺酸钠40-50份、油酸15-20份、硬脂酸2-7份、颗粒氧化铝1-6份。
通过采用上述技术方案，对皂化液中的原料进行优化，进一步提高皂化液的清洗效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其不仅具有良好的抗二氧化碳腐蚀性和低开裂率，同时还具有较低的开裂率和硬度HRC值，提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的使用寿命和产品合格率。
第二、通过Zr、Sn、Ca三者的相互协同作用，降低了C的含量，提高了金相组织的均匀性，同时在防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面形成致密的氧化保护层和金属保护层，提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的抗二氧化碳防腐性。
第三、通过在酸洗液中加入氯化钠溶液，在皂化液中加入颗粒氧化铝，并通过两者的相互配合，提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度，减小防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面出现凹坑麻点的现象，从而提高了了产品的质量。
第四、氧化温度控制在500-700℃之间，不仅使防腐马氏体螺旋埋弧焊管具有良好的抗二氧化碳腐蚀性，而且降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的开裂率，同时降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的生产成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为800℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温3h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)采用酸洗液对精铣处理后的卷板进行酸洗，酸洗的时间为20min，酸洗液包括重量百分数为10％的盐酸溶液、重量百分数为40％的柠檬酸溶液、重量百分数为20％的磷酸溶液、重量百分数为1％的氯化钠溶液，且盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为1:3:2:0.5，然后采用皂化液对酸洗处理后的卷板进行皂化洗，皂化洗的时间为20min，皂化洗包括9Kg三乙醇胺、40Kg磺酸钠、20Kg油酸、7Kg硬脂酸、1Kg颗粒氧化铝，再然后对皂化洗处理后的卷板采用重量百分数为80％的乙醇进行乙醇洗，乙醇洗的时间为20min；
(6)在温度为350℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(10)在温度为500℃的条件下氧化，之后在温度为300℃的条件下保温3h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为5mm。
其中，按重量百分比计，防腐马氏体螺旋埋弧焊管中组成元素包括：C：0.01％、Cr：9.00％、Ni：3.00％、Cu：1.50％、Mo：0.10％、V：0.05％、W：2.00％、Se：0.01％、Zr：1.00％、Sn：0.50％、Ca：0.80％、N：0.20％、S：0.04％、P：0.04％，余量为Fe。
实施例2
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为880℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温1.5h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)采用酸洗液对精铣处理后的卷板进行酸洗，酸洗的时间为25min，酸洗液包括重量百分数为13％的盐酸溶液、重量百分数为32％的柠檬酸溶液、重量百分数为21％的磷酸溶液、重量百分数为4％的氯化钠溶液，且盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为1.3:3.4:2.2:0.8，然后采用皂化液对酸洗处理后的卷板进行皂化洗，皂化洗的时间为18min，皂化洗包括7Kg三乙醇胺、48Kg磺酸钠、17Kg油酸、6Kg硬脂酸、2Kg颗粒氧化铝，再然后对皂化洗处理后的卷板采用重量百分数为70％的乙醇进行乙醇洗，乙醇洗的时间为18min；
(6)在温度为380℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(10)在温度为660℃的条件下氧化，之后在温度为270℃的条件下保温3.5h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为8mm。
其中，按重量百分比计，防腐马氏体螺旋埋弧焊管中组成元素包括：C：0.03％、Cr：12.0％、Ni：2.00％、Cu：0.90％、Mo：1.30％、V：0.40％、W：1.30％、Se：0.04％、Zr：0.40％、Sn：0.05％、Ca：0.30％、N：0.05％、S：0.02％、P：0.03％，余量为Fe。
实施例3
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为850℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温2h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)采用酸洗液对精铣处理后的卷板进行酸洗，酸洗的时间为30min，酸洗液包括重量百分数为12％的盐酸溶液、重量百分数为35％的柠檬酸溶液、重量百分数为22％的磷酸溶液、重量百分数为3％的氯化钠溶液，且盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为1.5:3.5:2.5:1，然后采用皂化液对酸洗处理后的卷板进行皂化洗，皂化洗的时间为15min，皂化洗包括6Kg三乙醇胺、45Kg磺酸钠、18Kg油酸、5Kg硬脂酸、4Kg颗粒氧化铝，再然后对皂化洗处理后的卷板采用重量百分数为65％的乙醇进行乙醇洗，乙醇洗的时间为15min；
(6)在温度为400℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(7)在温度为600℃的条件下氧化，之后在温度为250℃的条件下保温4h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为10mm。
其中，按重量百分比计，防腐马氏体螺旋埋弧焊管中组成元素包括：C：0.04％、Cr：13.0％、Ni：1.50％、Cu：0.50％、Mo：1.00％、V：0.20％、W：1.00％、Se：0.07％、Zr：0.20％、Sn：0.10％、Ca：0.15％、N：0.03％、S：0.01％、P：0.02％，余量为Fe。
实施例4
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为820℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温2.5h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)采用酸洗液对精铣处理后的卷板进行酸洗，酸洗的时间为35min，酸洗液包括重量百分数为11％的盐酸溶液、重量百分数为37％的柠檬酸溶液、重量百分数为24％的磷酸溶液、重量百分数为2％的氯化钠溶液，且盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为1.7:3.8:2.7:1.2，然后采用皂化液对酸洗处理后的卷板进行皂化洗，皂化洗的时间为12min，皂化洗包括5Kg三乙醇胺、41Kg磺酸钠、19Kg油酸、3Kg硬脂酸、5Kg颗粒氧化铝，再然后对皂化洗处理后的卷板采用重量百分数为60％的乙醇进行乙醇洗，乙醇洗的时间为12min；
(6)在温度为430℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(7)在温度为550℃的条件下氧化，之后在温度为220℃的条件下保温4.5h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为15mm。
其中，按重量百分比计，防腐马氏体螺旋埋弧焊管中组成元素包括：C：0.05％、Cr：17.0％、Ni：1.00％、Cu：0.30％、Mo：0.50％、V：0.10％、W：0.50％、Se：0.10％、Zr：0.10％、Sn：0.20％、Ca：0.10％、N：0.02％、S：0.02％、P：0.02％，余量为Fe。
实施例5
(1)将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
(2)对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
(3)在温度为900℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温4h；
(4)对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
(5)采用酸洗液对精铣处理后的卷板进行酸洗，酸洗的时间为40min，酸洗液包括重量百分数为15％的盐酸溶液、重量百分数为30％的柠檬酸溶液、重量百分数为25％的磷酸溶液、重量百分数为5％的氯化钠溶液，且盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为2:4:3:1.5，然后采用皂化液对酸洗处理后的卷板进行皂化洗，皂化洗的时间为10min，皂化洗包括3Kg三乙醇胺、50Kg磺酸钠、15Kg油酸、2Kg硬脂酸、6Kg颗粒氧化铝，再再然后对皂化洗处理后的卷板采用重量百分数为50％的乙醇进行乙醇洗，乙醇洗的时间为10min；
(6)在温度为450℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
(7)对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
(8)对钢管的管端进行管端扩径；
(9)对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
(7)在温度为700℃的条件下氧化，之后在温度为200℃的条件下保温5h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为20mm。
其中，按重量百分比计，防腐马氏体螺旋埋弧焊管中组成元素包括：C：0.10％、Cr：20.0％、Ni：0.50％、Cu：0.10％、Mo：2.00％、V：1.00％、W：0.10％、Se：0.30％、Zr：0.05％、Sn：0.01％、Ca：0.03％、N：0.01％、S：0.03％、P：0.02％，余量为Fe。
对比例1
对比例1和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr。
对比例2
对比例2和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Sn。
对比例3
对比例3和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Ca。
对比例4
对比例4和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Sn。
对比例5
对比例5和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Ca。
对比例6
对比例6和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Sn、Ca。
对比例7
对比例7和实施例3的区别在于，制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Sn、Ca。
对比例8
对比例8和实施例3的区别在于，皂化液中无颗粒氧化铝。
对比例9
对比例9和实施例3的区别在于，酸洗液中无氯化钠溶液。
对比例10
对比例10和实施例3的区别在于，氧化温度为450℃。
对比例11
对比例11和实施例3的区别在于，氧化温度为750℃。
防腐马氏体螺旋埋弧焊管的评价
对实施例1-5和对比例1-11制备得到的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，进行下述性能检测，检测结果如表1所示。
1、硬度HRC值：采用里氏硬度计对防腐马氏体螺旋埋弧焊管试样的硬度HRC值进行检测。
2、抗二氧化碳腐蚀性：在二氧化碳饱和压力为3MPa、温度为80℃的条件下，将50mm的防腐马氏体螺旋埋弧焊管试样在重量百分数为20％的氯化钠溶液中浸渍7天，称量试样重量减少量，并将试样重量减少速度换算成腐蚀速度，腐蚀速度的单位mm/a。
3、开裂率：制备1000根防腐马氏体螺旋埋弧焊管试样，对其开裂的个数进行统计，并将开裂的个数换算成开裂率。
4、光洁率：制备1000根防腐马氏体螺旋埋弧焊管试样，对其表面出现凹坑麻点的个数进行统计，并将出现凹坑麻点的个数换算成光洁率。
表1检测结果
检测项目 硬度HRC值 抗二氧化碳腐蚀性/(mm/a) 开裂率/％ 光洁率/％
实施例1 15 0.029 0.4 99.7
实施例2 16 0.030 0.3 99.8
实施例3 14 0.021 0.1 99.9
实施例4 18 0.024 0.5 99.8
实施例5 17 0.028 0.3 99.5
对比例1 19 0.530 0.6 99.4
对比例2 18 0.460 0.4 99.2
对比例3 16 0.510 0.5 99.6
对比例4 15 0.680 0.7 99.7
对比例5 19 0.720 0.8 99.4
对比例6 17 0.750 0.7 99.5
对比例7 17 0.980 0.9 99.2
对比例8 15 0.029 0.9 98.4
对比例9 17 0.025 0.8 98.9
对比例10 16 0.550 0.2 99.4
对比例11 18 0.022 1.5 99.1
从表1中可以看出，本发明的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其不仅具有良好的抗二氧化碳腐蚀性和低开裂率，而且还具有较低的硬度HRC值，同时防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面光洁度良好，降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面出现凹坑麻点的情况发生，提高了产品合格率。
通过对比实施例3和对比例1-7，对比例1和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr；对比例2和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Sn；对比例3和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Ca；对比例4和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Sn；对比例5和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Ca；对比例6和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Sn、Ca；对比例7和实施例3的区别之处在于制备的防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素中没有Zr、Sn、Ca，由此可以看出，在防腐马氏体螺旋埋弧焊管中加入Zr、Sn、Ca能够明显提高其抗二氧化碳腐蚀性，这主要是由于三者的相互协同作用，降低了C的含量，提高了金相组织的均匀性，同时在防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面形成致密的氧化保护层和金属保护层，从而提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的抗二氧化碳防腐性。
通过对比实施例3和对比例8-9，对比例8和实施例3的区别之处在于皂化液中无颗粒氧化铝；对比例9和实施例3的区别之处在于酸洗液中无氯化钠溶液，由此可以看出，在皂化液中加入颗粒氧化铝、在酸洗液中加入氯化钠溶液均提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度，降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面出现凹坑麻点的情况发生，提高了产品合格率，这主要是由于在进行酸洗时，氯化钠能够对防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的毛刺进行清理，而在进行皂化洗时，颗粒氧化铝能够对防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面起到打磨抛光的作用，通过两者的协同作用，提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的光洁度。
通过对比实施例3和对比例10-11，对比例10和实施例3的区别之处在于氧化温度为450℃；对比例11和实施例3的区别之处在于氧化温度为750℃，由此可以看出，将氧化温度降低到450℃时，降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的抗二氧化碳腐蚀性，这主要是由于在450℃时，防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面无法形成有效且稳定的防腐氧化膜，从而加速的二氧化碳对防腐马氏体螺旋埋弧焊管表面的腐蚀；同时将氧化温度升高到750℃时，不仅提高了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的开裂率，而且增加了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的生产成本，因此氧化温度在500-700℃之间，不仅使防腐马氏体螺旋埋弧焊管具有良好的抗二氧化碳腐蚀性，而且降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的开裂率，同时降低了防腐马氏体螺旋埋弧焊管的生产成本。

Claims (7)

1.防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：按重量百分比计，所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.01-0.10%、Cr：9.00-20.0%、Ni：0.50-3.00%、Cu：0.10-1.50%、Mo：0.10-2.00%、V：0.05-1.00%、W：0.10-2.00%、Se：0.01-0.30%、Zr：0.05-1.00%、Sn：0.01-0.50%、Ca：0.03-0.80%、N：0.01-0.20%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe；
防腐马氏体螺旋埋弧焊管的制备方法，包括如下步骤：
（1）将含有C、Cr、Ni、Cu、Mo、V、W、Se、Zr、Sn、Ca、N、Fe组成元素的原料分别制成粉末，并按重量百分比称取粉末进行配料，混合均匀，得到混合物；
（2）对混合物进行冶炼、浇注，得到所需卷板；
（3）在温度为800-900℃时，对卷板进行退火处理，退火后保温1-3h；
（4）对退火处理后的卷板进行开卷、矫平，之后去除多余板边的粗铣，并进行X型坡口的精铣；
（5）将精铣处理后的卷板进行酸洗、皂化洗、乙醇洗；
（6）在温度为350-450℃的条件下，对乙醇洗处理后的卷板预弯，之后折弯呈所需螺旋状圆筒；
（7）对螺旋状圆筒的接缝处进行内埋弧焊和外埋弧焊，形成钢管；
（8）对钢管的管端进行管端扩径；
（9）对扩径处理后的钢管进行焊缝超声波探伤、焊缝X射线探伤、焊缝超声波探伤、管端X射线探伤；
（10）在温度为500-700℃的条件下氧化，之后在温度为200-300℃的条件下保温3-5h，得到所需的防腐马氏体螺旋埋弧焊管；
所述酸洗中酸洗液包括盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液，盐酸溶液中盐酸的重量百分数为10-15%，柠檬酸溶液中柠檬酸的重量百分数为30-40%，磷酸溶液中磷酸的重量百分数为20-25%，氯化钠溶液中氯化钠的重量百分数为1-5%；
所述皂化洗中皂化液包括三乙醇胺、磺酸钠、油酸、硬脂酸、颗粒氧化铝。
2.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.03-0.05%、Cr：12.0-17.0%、Ni：1.00-2.00%、Cu：0.30-0.90%、Mo：0.50-1.30%、V：0.10-0.40%、W：0.50-1.30%、Se：0.04-0.10%、Zr：0.10-0.40%、Sn：0.05-0.20%、Ca：0.10-0.30%、N：0.02-0.05%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的组成元素包括C：0.04%、Cr：13.0%、Ni：1.50%、Cu：0.50%、Mo：1.00%、V：0.20%、W：1.00%、Se：0.07%、Zr：0.20%、Sn：0.10%、Ca：0.15%、N：0.03%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管的壁厚为5-20mm。
5.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：所述防腐马氏体螺旋埋弧焊管一端的外侧壁设置有外螺纹、另一端的内侧壁设置有内螺纹。
6.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：所述盐酸溶液、柠檬酸溶液、磷酸溶液、氯化钠溶液的体积配比为(1-2):(3-4):(2-3):(0.5-1.5)。
7.根据权利要求1所述的防腐马氏体螺旋埋弧焊管，其特征在于：按重量份数计，所述皂化洗中皂化液包括三乙醇胺3-9份、磺酸钠40-50份、油酸15-20份、硬脂酸2-7份、颗粒氧化铝1-6份。
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