CN110586654A - 高镍合金n08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无缝钢管生成领域，高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法按照荒管、第一次冷扩、第一次脱脂、第一次热处理、第一次酸洗、第一次冷拔、第二次脱脂、第二次热处理、第一次矫直、第一次平头、第二次酸洗、冷轧、第三次脱脂、第三次热处理、第三次酸洗、第二次冷扩、第四次脱脂、第四次热处理、第四次热处理、第四次酸洗、第二次冷拔、第五次脱脂、第五次热处理、第二次矫直、第二次平头、第五次酸洗、成品工艺流程进行，本发明解决N08810大口径无缝管生产难题。
Description
技术领域
本发明涉及无缝钢管生成领域，特别涉及高镍合金N08810制备大口径(外径>Φ325mm)无缝钢管领域。
背景技术
N08810能耐很多腐蚀介质腐蚀。其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。N08810成分：
N08810大口径无缝管主要应用于氢气、氯化氢、二氯二硅、三氯氢硅、四氯化硅等特俗介质中，使用温度300—590℃，使用压力1.5—3.5MPa.g。对材质性能要求极高。生产N08810大口径(外径>Φ325mm)无缝钢管时容易出现拉拔拉伤质量问题、过酸的质量问题、性能问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何解决生产N08810大口径(外径>Φ325mm)无缝钢管时，拉拔拉伤质量问题、过酸的质量问题、性能问题。
本发明所采用的技术方案是：高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法按照荒管、第一次冷扩、第一次脱脂、第一次热处理、第一次酸洗、第一次冷拔、第二次脱脂、第二次热处理、第一次矫直、第一次平头、第二次酸洗、冷轧、第三次脱脂、第三次热处理、第三次酸洗、第二次冷扩、第四次脱脂、第四次热处理、第四次热处理、第四次酸洗、第二次冷拔、第五次脱脂、第五次热处理、第二次矫直、第二次平头、第五次酸洗、成品工艺流程进行，荒管为Φ230±10mm*22mm，第一次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于30mm，第一次冷扩后变成外径由230±10mm转变为365±10mm，第一次冷拔后外径由365±10mm转变为358±10mm，冷轧后外径由358±10mm转变为323.8±10mm，第二次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于20mm，第二次冷扩后变成外径由323.8±10mm转变为365±10mm，第二次冷拔后外径由365±10mm转变为355.6±10mm。
每次酸洗都采用混合酸液进行酸洗，混合酸液由HNO3、HF和水组成，其中，HNO3浓度为200g/L-240g/L，HF浓度为20g/L-35g/L，酸洗温度30℃-35℃。
扩孔工艺润滑剂由熟石灰和钙基脂构成，第一次冷扩过程熟石灰和钙基脂的质量比为1/10到1/9，第二次冷扩过程熟石灰和钙基脂的质量比为1/9到1/8。
每次热处理过程，热处理温度为1200±10℃，当管外径大于325mm时，热处理时间为50分钟，否则为45分钟。
成品后进入淬火机进行冷却，冷却水流量为1800m3/小时，经过第一冷却段后≤650℃，经过第二冷却段后≤200℃。
具体实施方式
大口径无缝生产是一个难点，对于镍基合金N08810更是一大难点，行业还没有生产大于Φ325(外径，本发明所涉及到的直径都是指外径)的无缝管，大多数是用都是焊管，镍基合金焊管焊缝容易对母材性能产生影响。生产无缝管需要解决钢管偏壁、过酸、热处理性能等问题。
生产大于Φ325的无缝管直接轧制出成品或者挤压出成品目前行业内还没有实现(设备能力不足)，只能通过冷轧+冷拔(冷扩)工艺才能实现大口无缝管生产；
冷轧(三辊轧机)主要是解决冷扩偏壁的问题；
N08810由于含镍量很高容易造成拉伤的质量问题，通过调整润滑配比解决拉伤质量问题；
N08810不耐HNO3、HF的混酸，容易过酸，通过调整HNO3、HF浓度控制过酸的问题；
最后一道次变形为冷拔，变形量较小，成品N08810性能不好保证难以控制，通过调整热处理温度来实现材料性能要求。
高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法按照荒管、第一次冷扩、第一次脱脂、第一次热处理、第一次酸洗、第一次冷拔、第二次脱脂、第二次热处理、第一次矫直、第一次平头、第二次酸洗、冷轧、第三次脱脂、第三次热处理、第三次酸洗、第二次冷扩、第四次脱脂、第四次热处理、第四次热处理、第四次酸洗、第二次冷拔、第五次脱脂、第五次热处理、第二次矫直、第二次平头、第五次酸洗、成品工艺流程进行，荒管为Φ230mm*22mm，第一次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于30mm，第一次冷扩后变成外径由230mm*22mm转变为365mm*19mm，第一次冷拔后外径由365mm*19mm转变为358mm*18mm，冷轧后外径由358mm*18mm转变为323.8mm*13.5mm，第二次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于10mm，第二次冷扩后变成外径由323.8mm*13.5mm转变为365mm*12.5mm，第二次冷拔后外径由365mm*12.5mm转变为355.6*11.8mm。
通过对成分的分析，怀疑8810过酸是因为8810中含Al/Ti高合金析出物，因为热处理温度低未能熔解，8810热处理后表面形成的钝化膜比较疏松，无法达到耐蚀的作用，在HNO3、HF的混酸中酸洗中容易造成过酸缺陷，在酸洗的过程需要对混合酸液进行配比。HF的浓度大于35g/L时容易造成过酸，HF的浓度小于20g/L范围时生产效低下，酸洗需要5个小时；HNO3浓度大于240g/L严重挥发容易造成环境污染，HNO3浓度小于200g/L时生产效率低下。
N08810扩孔工艺润滑主要成分是熟石灰和钙基脂，第一次冷扩为每道次扩径量25mm，按照正常生产工艺配灰比例(1/(10—12))容易造成内拉伤的缺陷。经过从新调整配灰比例解决了内拉伤的质量问题。
N08810成品定壁工艺(第二次冷拔)：Φ365*112.5mm—Φ355.6*11.8mm，内外拉拔过程容易造成内外拉伤的质量问题，经过对常规润滑剂比例的调整，以解决内外拉伤的质量问题。具体配比如下：
钢管轧制工艺：
N08810穿孔荒管容易造成偏壁现象，荒管经过扩孔工艺加重钢管偏壁现象。钢管在350轧机(三辊轧机)轧制上轧制，三辊轧机具有良好均壁效果，减少成品钢管偏壁现象，降低钢管壁厚不均度。
N08810热处理工艺制度要求较严格，具体如下：
| 辊底炉分段 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 温度 | 1200℃ | 1200℃ | 1200℃ | 1200℃ | 1200℃ | 1200℃ | 1200℃ |
规格Φ323.8*10.8mm热处理时间为45min,355.6*11.8mm的热处理时间为50min。
满足以下：
抗拉强度Rm N/mm2:450
屈服强度RP0.2N/mm2:180
延伸率A5％:35
辊底炉出来的成品管进入淬火机进行冷却，冷却水流量达到1800m3/小时，大的冷却水流量能够保证性能及钢管冷却后的直度。
冷却速度必须达到：
| 第一冷却段 | 第二冷却段 | |
| 冷却温度 | ≤650℃ | 200℃以下 |
| 冷却方式 | 水冷 | 水冷 |
本发明解决N08810大口径无缝管生产难题。
Claims (5)
1.高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法，其特征在于：按照荒管、第一次冷扩、第一次脱脂、第一次热处理、第一次酸洗、第一次冷拔、第二次脱脂、第二次热处理、第一次矫直、第一次平头、第二次酸洗、冷轧、第三次脱脂、第三次热处理、第三次酸洗、第二次冷扩、第四次脱脂、第四次热处理、第四次热处理、第四次酸洗、第二次冷拔、第五次脱脂、第五次热处理、第二次矫直、第二次平头、第五次酸洗、成品工艺流程进行，荒管为Φ230±10mm*22mm，第一次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于30mm，第一次冷扩后变成外径由230±10mm转变为365±10mm，第一次冷拔后外径由365±10mm转变为358±10mm，冷轧后外径由358±10mm转变为323.8±10mm，第二次冷扩包括多次扩孔过程，每次扩孔变形外径变化不大于20mm，第二次冷扩后变成外径由323.8±10mm转变为365±10mm，第二次冷拔后外径由365±10mm转变为355.6±10mm。
2.根据权利要求1所述的高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法，其特征在于：每次酸洗都采用混合酸液进行酸洗，混合酸液由HNO3、HF和水组成，其中，HNO3浓度为200 g/L -240g/L，HF浓度为20 g/L -35g/L，酸洗温度30℃-35℃。
3.根据权利要求1所述的高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法，其特征在于：扩孔工艺润滑剂由熟石灰和钙基脂构成，第一次冷扩过程熟石灰和钙基脂的质量比为1/10到1/9，第二次冷扩过程熟石灰和钙基脂的质量比为1/9到1/8。
4.根据权利要求1所述的高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法，其特征在于：每次热处理过程，热处理温度为1200±10℃，当管外径大于325mm时，热处理时间为50分钟，否则为45分钟。
5.根据权利要求1所述的高镍合金N08810大口径无缝钢管的冷加工制造方法，其特征在于：成品后进入淬火机进行冷却，冷却水流量为1800m3/小时，经过第一冷却段后≤650℃，经过第二冷却段后≤200℃。
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