CN114263790A - 海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其生产工艺 - Google Patents

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本发明公开了一种海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其制备工艺,包括不锈钢管体(1),不锈钢管体(1)外壁面设有一组并排分布的加强环(2);所述不锈钢管体(1)内壁面还设有氧化铬层(3)和氮化硅内衬层(4);所述不锈钢管体(1)外壁面设有氮化硅外衬层(5)和聚全氟乙丙烯防腐层(6)。制备工艺为:对双相不锈钢管坯依次进行加热处理、穿孔、退火、冷轧和固溶处理,得到固溶钢管;对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理,得到成品。综上,本发明具有不易腐蚀和耐磨损的特点。

Description

海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种大直径双相不锈钢管,特别是一种海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其生产工艺。
背景技术
海洋工程用钢,是拓展海洋空间、开发海洋资源的物质前提,是提升海洋国防实力、维护海洋权益的材料保障。在海上炼油、海上输气等领域,大规格的双相不锈钢无缝钢管得到了广泛的应用。但是,由于钢管放置在海里,钢管内壁在长期运输石油等气液体时,易受到输送液体的腐蚀和磨损,钢管外壁由于与海水长期接触,而海水的腐蚀性又较强,所以钢管的内外壁易被腐蚀。同时,由于海洋中有很多生物,会附着在钢管外壁生长繁衍,也容易对钢管外壁造成破坏和腐蚀。由于上述的各种因素,导致钢管易被腐蚀破坏,其整体的使用周期较短。因此,现有的技术存在着易被腐蚀和磨损的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其生产工艺。本发明具有不易腐蚀和耐磨损的特点。
本发明的技术方案:海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,包括不锈钢管体,不锈钢管体外壁面设有一组并排分布的加强环;所述不锈钢管体内壁面还设有氧化铬层和氮化硅内衬层;所述不锈钢管体外壁面设有氮化硅外衬层和聚全氟乙丙烯防腐层。
前述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管中,聚全氟乙丙烯防腐层外还设有富镍层、绝缘层和导电涂膜层。
前述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管中,所述加强环上还设有轴向的开孔;所述开孔包括位于中部的等径孔,等径孔两端设有锥形孔。
前述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管中,不锈钢管体内壁面设有一组环形分布的轴向加强筋条。
前述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管中,轴向加强筋条一端设有定位拼接槽,轴向加强筋条另一端设有定位拼接柱。
海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的制备工艺,包括以下步骤:
A、加热:将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理,得到加热管坯;加热处理采用三段式加热,第一段的加热时间为500-600℃、加热时间为1-1.5h,第二段的加热温度为1150-1180℃、时间为4-5h,第三段的加热温度为1000-1100℃,时间为2.5-3.5h;
B、穿孔:利用穿孔机对加热管坯进行穿孔操作,得到大壁厚双相不锈钢管管坯;穿孔时的温度为1100-1200℃;
C、退火:将大壁厚双相不锈钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火,得到退火管坯;
D、冷轧:将退火管坯进行冷轧加工,得到冷轧钢管;
E、对冷轧钢管进行固溶处理,得到固溶钢管;固溶处理的温度为1180℃,保温时间为25min;
F、对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理,得到成品。
前述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的制备工艺中,步骤C中,退火处理的具体过程为:先采用1050-1100℃的温度进行退火处理,时间为40-50分钟;随后,以10-15℃/min的线性降温速度将退火温度降至300-400℃,并保温5-8分钟;最后水冷至室温。
与现有技术相比,本发明通过在不锈钢管体外壁设置加强环、在不锈钢管体内壁设置轴向加强筋条,经加强环和轴向加强筋条之间的相互配合,来有效提高大规格不锈钢管整体的强度,具有良好的抗高压性能。同时,本发明通过在不锈钢管体内壁面喷涂氧化铬层和氮化硅内衬层,既可以有效提高耐腐蚀性能,也能够提高隔热性能;本发明在不锈钢管体的外壁面设置氮化硅外衬层和聚全氟乙丙烯防腐层,从而提高不锈钢管体外壁面的耐腐蚀性能。另外,本发明还通过在不锈钢管体外设置富镍层、绝缘层和导电涂膜层,在进一步提高耐腐蚀性能和抗高压性能的同时,还可以有效防止海洋生物的附着。
采用本发明的制备工艺,通过合理优化生产步骤、严格控制各个步骤的具体工艺参数,不仅可以简化生产流程,节约能耗,还能够使得生产得到的大规格不锈钢管具有良好的力学性能(常温拉伸性能和低温冲击韧性)以及良好的耐点腐蚀性能。
综上所述,本发明具有不易腐蚀和耐磨损的特点。
另外,本发明通过在加强环上开设轴向的开孔,利用流动的海水经过开孔来对钢管进行冲刷,防止海洋生物附着;通过在轴向加强筋条两端分别设置定位拼接槽和定位拼接柱,便于不锈钢管的拼接定位和后期焊接。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1轴向加强筋条区域的局部放大图;
图3是图1钢管外侧的局部放大图;
图4是不锈钢管体的局部侧视图;
图5是定位拼接槽的结构视图;
图6是定位拼接柱的结构视图。
附图中的标记为:1-不锈钢管体,2-加强环,3-氧化铬层,4-氮化硅内衬层,5-氮化硅外衬层,6-聚全氟乙丙烯防腐层,7-富镍层,8-绝缘层,9-导电涂膜层,10-开孔,101-等径孔,102-锥形孔,11-轴向加强筋条,111-定位拼接槽,112-定位拼接柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,构成如图1至图6所示,包括不锈钢管体1,不锈钢管体1外壁面设有一组并排分布的加强环2;所述不锈钢管体1内壁面还设有氧化铬层3和氮化硅内衬层4;所述不锈钢管体1外壁面设有氮化硅外衬层5和聚全氟乙丙烯防腐层6。
聚全氟乙丙烯防腐层6外还设有富镍层7、绝缘层8和导电涂膜层9。
所述加强环2上还设有轴向的开孔10;所述开孔10包括位于中部的等径孔101,等径孔101两端设有锥形孔102。
不锈钢管体1内壁面设有一组环形分布的轴向加强筋条11。
轴向加强筋条11一端设有定位拼接槽111,轴向加强筋条11另一端设有定位拼接柱112。
海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的制备工艺,包括以下步骤:
A、加热:将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理,得到加热管坯;加热处理采用三段式加热,第一段的加热时间为500-600℃、加热时间为1-1.5h,第二段的加热温度为1150-1180℃、时间为4-5h,第三段的加热温度为1000-1100℃,时间为2.5-3.5h;
B、穿孔:利用穿孔机对加热管坯进行穿孔操作,得到大壁厚双相不锈钢管管坯;穿孔时的温度为1100-1200℃;
C、退火:将大壁厚双相不锈钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火,得到退火管坯;
D、冷轧:将退火管坯进行冷轧加工,得到冷轧钢管;
E、对冷轧钢管进行固溶处理,得到固溶钢管;固溶处理的温度为1180℃,保温时间为25min;
F、对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理,得到成品。
步骤C中,退火处理的具体过程为:先采用1050-1100℃的温度进行退火处理,时间为40-50分钟;随后,以10-15℃/min的线性降温速度将退火温度降至300-400℃,并保温5-8分钟;最后水冷至室温。
步骤F中,耐腐处理的具体过程为:先在钢管内壁面喷涂氧化铬层和氮化硅内衬层,在钢管外壁面喷涂氮化硅外衬层、聚全氟乙丙烯防腐、富镍层、绝缘层和导电涂膜层。
焊接时,将定位拼接柱与定位拼接槽相配合,实现两根钢管的预定位和预安装。
实施例2。海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,构成如图1至图6所示,包括不锈钢管体1,不锈钢管体1外壁面设有一组并排分布的加强环2;所述不锈钢管体1内壁面还设有氧化铬层3和氮化硅内衬层4;所述不锈钢管体1外壁面设有氮化硅外衬层5和聚全氟乙丙烯防腐层6。
聚全氟乙丙烯防腐层6外还设有富镍层7、绝缘层8和导电涂膜层9。
所述加强环2上还设有轴向的开孔10;所述开孔10包括位于中部的等径孔101,等径孔101两端设有锥形孔102。
不锈钢管体1内壁面设有一组环形分布的轴向加强筋条11。
轴向加强筋条11一端设有定位拼接槽111,轴向加强筋条11另一端设有定位拼接柱112。
海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的制备工艺,包括以下步骤:
A、加热:将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理,得到加热管坯;加热处理采用三段式加热,第一段的加热时间为550℃、加热时间为1.5h,第二段的加热温度为1175℃、时间为4.5h,第三段的加热温度为1050℃,时间为3h;
B、穿孔:利用穿孔机对加热管坯进行穿孔操作,得到大壁厚双相不锈钢管管坯;穿孔时的温度为1150℃;
C、退火:将大壁厚双相不锈钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火,得到退火管坯;
D、冷轧:将退火管坯进行冷轧加工,得到冷轧钢管;
E、对冷轧钢管进行固溶处理,得到固溶钢管;固溶处理的温度为1180℃,保温时间为25min;
F、对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理,得到成品。
步骤C中,退火处理的具体过程为:先采用1080℃的温度进行退火处理,时间为50分钟;随后,以15℃/min的线性降温速度将退火温度降至300℃,并保温8分钟;最后水冷至室温。
步骤F中,耐腐处理的具体过程为:先在钢管内壁面喷涂氧化铬层和氮化硅内衬层,在钢管外壁面喷涂氮化硅外衬层、聚全氟乙丙烯防腐、富镍层、绝缘层和导电涂膜层。
焊接时,将定位拼接柱与定位拼接槽相配合,实现两根钢管的预定位和预安装。

Claims (7)

1.海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,其特征在于:包括不锈钢管体(1),不锈钢管体(1)外壁面设有一组并排分布的加强环(2);所述不锈钢管体(1)内壁面还设有氧化铬层(3)和氮化硅内衬层(4);所述不锈钢管体(1)外壁面设有氮化硅外衬层(5)和聚全氟乙丙烯防腐层(6)。
2.根据权利要求1所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,其特征在于:聚全氟乙丙烯防腐层(6)外还设有富镍层(7)、绝缘层(8)和导电涂膜层(9)。
3.根据权利要求1所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,其特征在于:所述加强环(2)上还设有轴向的开孔(10);所述开孔(10)包括位于中部的等径孔(101),等径孔(101)两端设有锥形孔(102)。
4.根据权利要求1所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,其特征在于:不锈钢管体(1)内壁面设有一组环形分布的轴向加强筋条(11)。
5.根据权利要求4所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管,其特征在于:轴向加强筋条(11)一端设有定位拼接槽(111),轴向加强筋条(11)另一端设有定位拼接柱(112)。
6.制备权利要求1-5中任一项所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
A、加热:将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理,得到加热管坯;加热处理采用三段式加热,第一段的加热时间为500-600℃、加热时间为1-1.5h,第二段的加热温度为1150-1180℃、时间为4-5h,第三段的加热温度为1000-1100℃,时间为2.5-3.5h;
B、穿孔:利用穿孔机对加热管坯进行穿孔操作,得到大壁厚双相不锈钢管管坯;穿孔时的温度为1100-1200℃;
C、退火:将大壁厚双相不锈钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火,得到退火管坯;
D、冷轧:将退火管坯进行冷轧加工,得到冷轧钢管;
E、对冷轧钢管进行固溶处理,得到固溶钢管;固溶处理的温度为1180℃,保温时间为25min;
F、对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理,得到成品。
7.根据权利要求6所述的海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管的制备工艺,其特征在于:步骤C中,退火处理的具体过程为:先采用1050-1100℃的温度进行退火处理,时间为40-50分钟;随后,以10-15℃/min的线性降温速度将退火温度降至300-400℃,并保温5-8分钟;最后水冷至室温。
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