CN112872089A - 一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法。包括以下步骤：第一步、根据标准强度要求设计无缝管的减径量；第二步、25Cr超级双相钢的原料准备；第三步、原料需要进行加工；第四步、原料加热；第五步、原料扩孔；第六步、扩孔料加热；第七步、热挤压；第八步、固溶处理；第九步、冷变形；第十步、表面酸洗抛光。本发明提供的25Cr超级双相钢无缝管经过冷硬化提高强度的方法，原料为锻造圆棒，经过机加工、加热、扩孔、挤压等工序完成无缝管制造，再经过固溶处理、冷变形、酸洗抛光工艺完成110ksi高强度厚壁无缝管的生产，本发明生产的25Cr高钢级厚壁无缝钢管，制造成本低，内外表面质量好、性能稳定，组织较好，完全满足客户的要求。
Description
技术领域
本发明总体涉及金属材料制造领域，具体而言是涉及一种超级双相钢经过挤压、冷加工等工序制造高强度无缝管的工艺方法。
背景技术
本发明的25Cr高强度厚壁无缝管主要应用在油气开采行业。
25Cr是一种铁素体和奥氏体超级双相不锈钢，它在一定程度上兼有奥氏体钢和铁素体钢的特性。钢中铬、镍、钼的含量都很高，与奥氏体钢和铁素体钢相比，具有更好的抗点腐蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力。奥氏体相的存在，降低了高铬铁素体不锈钢的脆性，防止晶粒长大倾向，提高了韧性和可焊性；铁素体相的存在，提高了奥氏体钢的室温强度，尤其是屈服强度(约2倍)和导热系数，降低线膨胀系数和焊接热裂倾向，同时大大提高钢的耐晶间腐蚀、抗氯化物应力腐蚀和腐蚀疲劳等性能。为此，双相钢在石油工业中广泛使用。
挤压形变以三向压应力变形为主，在这种最佳状态下，金属密实性好，组织均匀，可以获得较好的内外表面质量、金相组织和性能。而金属经过冷变形可以提高强度，且在设定的冷变形量条件下可以获得需要的强度。
目前石油工业完井、固井工具，包括管外封隔器、液压裸眼封隔器、高温压缩式封隔器、遇液膨胀封隔器等固井工具，由于其材料要求抗腐蚀、高温、高强度等综合性能，需要采用N06625、N07718等高温合金材料，成本较高。而本发明制造的25Cr高强度超级双相钢成本相对较低，但各项性能均能达到镍基合金的要求。该发明工艺生产的高强度超级双相钢具有较高的市场竞争价值。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，以满足石油工业中完井和固井工具抗腐蚀、高温、高强度等要求。
本发明所要制造的25Cr高强钢厚壁无缝管是指壁厚为25-55mm；钢级是110ksi以上，具体可以包括以下三种钢种，三种钢种的化学成分是：
S32750化学成分：C≤0.03wt％，Si≤0.8wt％，Mn≤1.2wt％，P≤0.035wt％，S≤0.02wt％，Cr24.0～26.0wt％，Ni6.0～8.0wt％，Mo3.0～4.0wt％，N0.24～0.32wt％。
S32760化学成分：C≤0.03wt％，Si≤1.0wt％，Mn≤1.2wt％，P≤0.030wt％，S≤0.01wt％，Cr24.0～26.0wt％，Ni6.0～8.0wt％，Mo3.0～4.0wt％，Cu0.5～1.0wt％，W0.5～1.0wt％，N0.2～0.3wt％。
S39274化学成分：C≤0.03wt％，Si≤0.8wt％，Mn≤1.2wt％，P≤0.030wt％，S≤0.02wt％，Cr24.0～26.0wt％，Ni6.0～8.0wt％，Mo2.5～3.5wt％，Cu0.20～0.80wt％，W1.50～2.50wt％，N0.24～0.32wt％。
上述三种成分中的余量都为Fe。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种25Cr高强钢无缝管的制造方法，步骤如下：
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的成品尺寸及冷变形减径量设计荒管尺寸，由荒管尺寸推算需要的原料规格。
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，目的是减少坯料的析出相。
第三步、原料机加工，为了减少挤压摩擦力，表面需要剥皮，提高表面光洁度，中心需要钻孔，端面需要倒角，目的是添加润滑剂，以及扩孔起导向作用。
第四步、原料加热，为了减少加热过程中出现新的析出相，采用中频感应加热炉快速加方式。
第五步、原料扩孔，原料扩孔前外表面需滚压润滑剂，之后用机械手夹住原料竖起放置于扩孔筒中间，原料喇叭口端在上面，先用玻璃棉塞住中心孔，润滑剂倒入喇叭口，再放扩孔头，扩孔杆顶住扩孔头中心向下移动，完成扩孔。
第六部、扩孔料加热，由于扩孔后金属温度较低，所以，扩孔料需要补热，同样，为了减少析出相的出现，仍然采用中频感应炉进行快速加热。
第七步、热挤压，扩孔料补热后再次进行外表面滚压润滑剂，提前把润滑剂放入长勺中，之后伸入滚动的扩孔料内孔完成内涂润滑剂，之后，扩孔料将被接料手移到挤压中心位置，由挤压杆推入挤压筒中间完成热挤压，挤压管将及时滚入水中，冷却后再出水。
第八步、固溶处理，为了保证材料的性能一致，析出相少组织好，相比例较好，所以，需要进行一次固溶处理。
第九步、冷变形，根据设计好的减径量，可以采用周期式两辊或三辊冷轧变形，可以采用带有固定模子的冷拔变形，也可以采用四锤头的冷锻变形等冷加工方式，目的是经过冷硬化提高材料的强度。
第十步、酸洗抛光，经过冷变形后的材料需进行酸洗，检查表面质量，最后统一抛光处理提高外观质量。
作为本发明再进一步的方案：第一步中，根据成品外径增加8～25mm的减径量，设计荒管尺寸，挤压原料选择250～450mm的棒料。
作为本发明再进一步的方案：第二步中，原料固溶加热温度为1050～1150℃，保温时间按厚度1～2min/mm计算。
作为本发明再进一步的方案：第三步中，原料加工后的表面粗糙度要求Ra≤3.2μm，原料中心需要钻Φ30～80mm的内孔，端面需要加工锥度为35～45°的喇叭口。
作为本发明再进一步的方案：第四步中，原料加热温度1100～1180℃，用冷料加热到温需要20～50min。
作为本发明再进一步的方案：第五步中，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26。
作为本发明再进一步的方案：第五步中，扩孔头的锥度为36～41°，扩孔头的尖端有一个导向的小圆柱体，小圆柱体的直径比原料内孔小3～5mm，小圆柱体的长度20～30mm。先用机械手夹住原料竖起放置于扩孔筒中间，原料喇叭口端在上面，先用玻璃棉塞住中心孔，润滑剂倒入喇叭口，再放扩孔头，扩孔杆顶住扩孔头中心向下移动，完成扩孔。通过这种方式能够保证在竖向扩孔过程中润滑剂能够充分发挥作用。
作为本发明再进一步的方案：第六步中，扩孔加热温度1150～1230℃，加热到温需要5～20min。
作为本发明再进一步的方案：第七步中，用一个Φ20～50mm的圆钢切成两半做长勺，滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26；
作为本发明再进一步的方案：第七步中，挤压杆和扩孔料之间有挤压垫，挤压垫的外径比挤压筒内径小0.5～2.0mm。
作为本发明再进一步的方案：第七步中，挤压筒出口有挤压模，挤压模根据荒管的尺寸设计，挤压筒和挤压模之间有润滑垫，润滑垫的型号为HDK-5。
作为本发明再进一步的方案：第七步中，完成挤压后的荒管直接放入水槽中，槽中的水需进行循环降温，保证水温不能超过50℃，荒管出水温度应小于100℃。
作为本发明再进一步的方案：第八步中，固溶加热温度为1050～1150℃，保温时间60～300min。
作为本发明再进一步的方案：第九步中，采用冷拔机，一次性减径，冷拔速度为0.5-1.5m/min，减径量为8～25mm。
作为本发明再进一步的方案：第九步中，采用四锤径向锻造，多次反复减径，减径量为0.5～5mm/次，总减径量为8～25mm。
作为本发明再进一步的方案：第九步中，冷加工后的厚壁管的屈服强度为758～965MPa，抗拉强度为≥862MPa。
作为本发明再进一步的方案：第十步中，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸质量含量20-30％，氢氟酸质量含量6-10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的25Cr高强度厚壁无缝管方法，相对于通过时效强化的N06625和N07718等抗腐蚀高强度的高温合金材料，25Cr只有通过冷变形的方式提高强度，但材料成本大幅度降低了一倍以上，且在采油完井工具、井下工具等有同样的使用效果。由于该方法采用的锻棒挤压管，后续经过冷变形后的产品内外表面质量好，产品质量稳定，成本较低，产品具有较高的竞争力，工艺优势明显。
附图说明
图1为本发明的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造工艺流程。
图2为本发明的25Cr高强钢厚壁无缝管扩孔过程示意图。
图3为本发明的25Cr高强钢厚壁无缝管挤压过程示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明专利的技术方案作进一步详细地说明。
本发明的一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造工艺流程见图1。其中扩孔和挤压过程具体见图2和图3。
实施例1
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的规格(外径×壁厚，后同)168×40mm及冷变形减径量22mm，设计荒管规格(外径×壁厚，后同)190×40mm，采用Φ357×600mm的棒材原料，原料棒S32750化学成分为：C0.022wt％，Si0.35wt％，Mn0.65wt％，P0.018 wt％，S0.008wt％，Cr25.3wt％，Ni6.8wt％，Mo3.2 wt％，N0.28wt％；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，固溶加热温度为1130℃，保温时间3小时；
第三步、原料机加工，表面需要剥皮，中心钻孔Φ45mm，端面倒角R10，端面加工36°喇叭口；
第四步、原料加热，原料加热温度1150℃，用冷料加热到温需要40min；
第五步、原料扩孔，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26，扩孔头直径123mm，扩孔头的锥度为36°，扩孔头的尖端小圆柱体的直径比原料内孔小4mm，小圆柱体的长度25mm，扩孔比1.08；
第六部、扩孔料加热，扩孔料加热温度1200℃，加热到温15min；
第七步、热挤压，扩孔料滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26，润滑垫的型号为HDK-5，挤压模内径193.8mm，芯棒直径110.9mm，挤压比5.08，挤压速度220mm/s，水槽里的水温46℃，荒管出水槽温度89℃；
第八步、固溶处理，固溶加热温度为1100℃，保温时间90min；
第九步、冷变形，采用冷拔机，一次性减径，冷拔速度为0.7m/min，总减径量为22mm，冷加工后的厚壁管的屈服强度为890MPa，抗拉强度为965MPa；
第十步、酸洗抛光，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸含量25％，氢氟酸含量8％。
实施例2
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的规格214×50mm及冷变形减径量18mm，设计荒管规格232×50mm，采用Φ357×800mm的棒材原料，原料S32760化学成分：C0.023wt％，Si0.38wt％，Mn0.56wt％，P0.022wt％，S0.006wt％，Cr24.5wt％，Ni7.2wt％，Mo3.6wt％，Cu0.7 wt％，W0.6 wt％，N0.24wt％；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，固溶加热温度为1100℃，保温时间3小时；
第三步、原料机加工，表面需要剥皮，中心钻孔Φ45mm，端面倒角R10，端面加工36°喇叭口；
第四步、原料加热，原料加热温度1140℃，用冷料加热到温需要45min；
第五步、原料扩孔，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26，扩孔头直径143mm，扩孔头的锥度为36°，扩孔头的尖端小圆柱体的直径比原料内孔小4mm，小圆柱体的长度25mm，扩孔比1.11；
第六部、扩孔料加热，扩孔料加热温度1180℃，加热到温18min；
第七步、热挤压，扩孔料滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26，润滑垫的型号为HDK-5，挤压模内径236.6mm，芯棒直径133.2mm，挤压比3.21，挤压速度250mm/s，水槽里的水温44℃，荒管出水槽温度82℃；
第八步、固溶处理，固溶加热温度为1080℃，保温时间120min；
第九步、冷变形，采用四锤径向锻造，减径量为3.5mm/次，总减径量为18mm，冷加工后的厚壁管的屈服强度为860MPa，抗拉强度为945MPa；
第十步、酸洗抛光，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸含量22％，氢氟酸含量7％。
实施例3
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的规格178×32mm及冷变形减径量10mm，设计荒管规格188×32mm，采用Φ357×550mm的棒材原料，原料S32750化学成分为：C0.020wt％，Si0.42wt％，Mn0.73wt％，P0.017 wt％，S0.007wt％，Cr25.2wt％，Ni6.5wt％，Mo3.5wt％，N0.27wt％；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，固溶加热温度为1080℃，保温时间2.5小时；
第三步、原料机加工，表面需要剥皮，中心钻孔Φ65mm，端面倒角R10，端面加工36°喇叭口；
第四步、原料加热，原料加热温度1130℃，用冷料加热到温需要35min；
第五步、原料扩孔，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26，扩孔头直径136mm，扩孔头的锥度为36°，扩孔头的尖端小圆柱体的直径比原料内孔小4mm，小圆柱体的长度25mm，扩孔比1.09；
第六部、扩孔料加热，扩孔料加热温度1170℃，加热到温15min；
第七步、热挤压，扩孔料滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26，润滑垫的型号为HDK-5，挤压模内径191.8mm，芯棒直径125.1mm，挤压比5.91，挤压速度280mm/s，水槽里的水温40℃，荒管出水槽温度85℃；
第八步、固溶处理，固溶加热温度为1100℃，保温时间100min；
第九步、冷变形，采用冷拔机，一次性减径，冷拔速度为0.8m/min，总减径量为10mm，冷加工后的厚壁管的屈服强度为905MPa，抗拉强度为978MPa；
第十步、酸洗抛光，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸含量22％，氢氟酸含量6.5％。
实施例4
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的规格214×42mm及冷变形减径量20mm，设计荒管规格234×42mm，采用Φ357×730mm的棒材原料，原料S32750化学成分为：C0.023wt％，Si0.33wt％，Mn0.69wt％，P0.022 wt％，S0.008wt％，Cr25.2wt％，Ni6.2wt％，Mo3.6wt％，N0.24wt％；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，固溶加热温度为1120℃，保温时间3小时。
第三步、原料机加工，表面需要剥皮，中心钻孔Φ45mm，端面倒角R10，端面加工36°喇叭口；
第四步、原料加热，原料加热温度1140℃，用冷料加热到温需要40min；
第五步、原料扩孔，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26，扩孔头直径163mm，扩孔头的锥度为36°，扩孔头的尖端小圆柱体的直径比原料内孔小4mm，小圆柱体的长度25mm，扩孔比1.17；
第六部、扩孔料加热，扩孔料加热温度1200℃，加热到温20min；
第七步、热挤压，扩孔料滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26，润滑垫的型号为HDK-5，挤压模内径238.6mm，芯棒直径151.4mm，挤压比3.46，挤压速度250mm/s，水槽里的水温42℃，荒管出水槽温度80℃；
第八步、固溶处理，固溶加热温度为1100℃，保温时间160min；
第九步、冷变形，采用四锤径向锻造，减径量为4mm/次，总减径量为20mm，冷加工后的厚壁管的屈服强度为836MPa，抗拉强度为952MPa；
第十步、酸洗抛光，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸含量22％，氢氟酸含量7％。
实施例5
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的规格194×30mm及冷变形减径量15mm，设计荒管规格209×30mm，采用Φ357×680mm的棒材原料，原料S39274化学成分：C0.026wt％，Si0.55wt％，Mn0.95wt％，P0.019wt％，S0.011wt％，Cr25.5wt％，Ni7.6wt％，Mo2.8wt％，Cu0.3 wt％，W1.8 wt％，N0.29wt％；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，固溶加热温度为1130℃，保温时间2.5小时。
第三步、原料机加工，表面需要剥皮，中心钻孔Φ65mm，端面倒角R10，端面加工36°喇叭口；
第四步、原料加热，原料加热温度1130℃，用冷料加热到温需要40min；
第五步、原料扩孔，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26，扩孔头直径163mm，扩孔头的锥度为36°，扩孔头的尖端小圆柱体的直径比原料内孔小4mm，小圆柱体的长度25mm，扩孔比1.17；
第六部、扩孔料加热，扩孔料加热温度1160℃，加热到温16min；
第七步、热挤压，扩孔料滚压润滑剂型号为844-7，内涂润滑剂型号为GN26，润滑垫的型号为HDK-5，挤压模内径213.2mm，芯棒直径150.4mm，挤压比5.17，挤压速度200mm/s，水槽里的水温46℃，荒管出水槽温度89℃；
第八步、固溶处理，固溶加热温度为1110℃，保温时间90min；
第九步、冷变形，采用冷拔机，一次性减径，冷拔速度为0.9m/min，总减径量为15mm，冷加工后的厚壁管的屈服强度为880MPa，抗拉强度为963MPa；
第十步、酸洗抛光，冷加工后的荒管采用混酸进行酸洗，混酸溶液为，硝酸含量20％，氢氟酸含量6％。
Claims (12)
1.一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
第一步、原料设计，根据25Cr高强钢厚壁无缝管的成品尺寸及冷变形减径量设计荒管尺寸，由荒管尺寸推算需要的原料规格；
第二步、原料准备，锻造棒料需要进行固溶处理，目的是减少坯料的析出相；
第三步、原料机加工，为了减少挤压摩擦力，表面需要剥皮，提高表面光洁度，中心需要钻孔，端面需要倒角，目的是添加润滑剂，以及扩孔起导向作用；
第四步、原料加热，采用中频感应加热炉快速加方式；
第五步、原料扩孔，原料扩孔前外表面需滚压润滑剂，之后用机械手夹住原料竖起放置于扩孔筒中间，原料喇叭口端在上面，先用玻璃棉塞住中心孔，润滑剂倒入喇叭口，再放扩孔头，扩孔杆顶住扩孔头中心向下移动，完成扩孔；
第六部、扩孔料加热，采用中频感应炉进行快速加热；
第七步、热挤压，扩孔料补热后再次进行外表面滚压润滑剂，内孔内涂润滑剂，之后，将扩孔料移到挤压中心位置，由挤压杆推入挤压筒中间完成热挤压，挤压管将及时滚入水中，冷却后出水；
第八步、固溶处理；
第九步、冷变形，根据设计好的减径量，采用带有固定模子的冷拔变形，或采用四锤头的冷锻变形冷加工方式；
第十步、酸洗抛光，经过冷变形后的材料需进行酸洗，检查表面质量，最后统一抛光处理。
2.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第一步中，根据成品外径增加8～25mm的减径量，设计荒管尺寸，挤压原料选择250～450mm的棒料。
3.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第二步中，原料固溶加热温度为1050～1150℃，保温时间按厚度1～2min/mm计算。
4.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第三步中，原料加工后的表面粗糙度要求Ra≤3.2μm，原料中心需要钻Φ30～80mm的内孔，端面需要加工锥度为35～45°的喇叭口。
5.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第四步中，原料加热温度1100～1180℃，用冷料加热到温需要20～50min。
6.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第五步中，外表面滚压的润滑剂型号为844-7，在喇叭口上倒进的润滑剂型号为GN26。
7.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第六步中，扩孔加热温度1150～1230℃，加热到温需要5～20min。
8.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第七步中，完成挤压后的荒管直接放入水槽中，槽中的水需进行循环降温，保证水温不能超过50℃，荒管出水温度应小于100℃。
9.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第八步中，固溶加热温度为1050～1150℃，保温时间60～300min。
10.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第九步中，采用冷拔机，一次性减径，冷拔速度为0.5-1.5m/min，减径量为8～25mm。
11.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第九步中，采用四锤径向锻造，多次反复减径，减径量为0.5～5mm/次，总减径量为8～25mm。
12.根据权利要求1所述的25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法，其特征在于，第九步中，冷加工后的厚壁管的屈服强度为758～965MPa，抗拉强度为≥862MPa。
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| CN202011580684.9A CN112872089A (zh) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 一种25Cr高强钢厚壁无缝管的制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103447760A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-12-18 | 新兴铸管股份有限公司 | 一种n08028合金无缝钢管的制造方法 |
| US20150059426A1 (en) * | 2011-12-23 | 2015-03-05 | Korea Automotive Technology Institute | Apparatus and method for manufacturing a seamless pipe |
| CN104826890A (zh) * | 2015-05-09 | 2015-08-12 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种超级奥氏体不锈钢无缝管的制造方法 |
| CN106583491A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种Cr‑Ni‑Mo‑Nb镍基合金无缝管的制造方法 |
| CN107138553A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-09-08 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种高锰钢无缝管制造方法 |
| CN109500130A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-03-22 | 德新钢管（中国）有限公司 | 一种直径920㎜的长管拖车气瓶用无缝钢管的制造方法 |
| CN112008348A (zh) * | 2020-10-26 | 2020-12-01 | 天津康坦石油设备科技有限公司 | 一种冷硬化高强度超级双相钢无缝管的制造方法 |
-
2020
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150059426A1 (en) * | 2011-12-23 | 2015-03-05 | Korea Automotive Technology Institute | Apparatus and method for manufacturing a seamless pipe |
| CN103447760A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-12-18 | 新兴铸管股份有限公司 | 一种n08028合金无缝钢管的制造方法 |
| CN104826890A (zh) * | 2015-05-09 | 2015-08-12 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种超级奥氏体不锈钢无缝管的制造方法 |
| CN106583491A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种Cr‑Ni‑Mo‑Nb镍基合金无缝管的制造方法 |
| CN107138553A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-09-08 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种高锰钢无缝管制造方法 |
| CN109500130A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-03-22 | 德新钢管（中国）有限公司 | 一种直径920㎜的长管拖车气瓶用无缝钢管的制造方法 |
| CN112008348A (zh) * | 2020-10-26 | 2020-12-01 | 天津康坦石油设备科技有限公司 | 一种冷硬化高强度超级双相钢无缝管的制造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7421420B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-01-24 | 丸一ステンレス鋼管株式会社 | 二相ステンレス鋼 |
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