CN103316949A - 一种耐蚀合金的制管工艺以及耐蚀合金无缝钢管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐蚀合金的制管工艺，用于制造耐蚀合金无缝钢管，包括以下步骤：（1）对坯料进行检测，并下料；（2）对下料后的坯料进行上灰、芯棒成型、整形和去油处理，得到半成品；（3）对所述半成品进行热处理、酸洗处理和坡口处理，得到无缝钢管的成品；其中，所述热处理的温度为1050°C-1200°C。该制管工艺可以提高成材率、产品质量、节约能源、工艺简单，使其抗拉强度大于690MPA，屈服强度大于276MPA，伸长率大于30%。本发明还同时提供了一种耐蚀合金无缝钢管。
Description
技术领域
本发明属于无缝钢管制备领域，具体涉及一种耐蚀合金的制管工艺以及耐蚀合金无缝钢管。
背景技术
无缝管件是利用无缝钢管经过变形加工而成的中空管道零配件。用于管道的连接、拐弯、同径异径管对接和横接选等等。用作压力输送、流体气体的管道配件。
UNS N06625在海水中免局部腐蚀（点蚀和缝隙腐蚀）、高腐蚀疲劳强度、高拉伸强度和抗氯离子应力腐蚀开裂的优良选材。它被用于泊船的缆绳、摩托炮艇推进器的叶片、潜艇辅助推动电机、潜艇快速脱离接头、海军用船的排气管道、海底通信用电缆的保护外套、海底传感控制器和蒸汽管线膨胀节等。潜在的应用包括弹簧、密封、水下控制用膨胀节、电缆接头、紧固件、柔性装置和海洋学用仪表部件等。优异的疲劳和热疲劳强度、氧化抗力、优良的焊接和铜焊性能使它在航空领域也很有作为。向飞机的导管系统、引擎排气系统、推力转换系统、引擎安装结构中的抗焊接蜂房结构、燃油和液压系统管道、喷射棒、膨胀节、涡沦包覆环和环境控制系统中的热交换器管。也适合在燃烧部的转换衬里、涡轮密封和压缩机、叶片和火箭发动机的推力室管道中使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节约能源、工序简单的耐蚀合金管件工艺，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，抗拉强度大于690MPA，屈服强度大于276MPA，伸长率大于30%。本发明同时还提供了一种采用上述制备工艺制备的耐蚀合金无缝钢管。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种耐蚀合金的制管工艺，用于制造耐蚀合金无缝钢管，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对坯料进行检测，并下料；
（2）对下料后的坯料进行上灰、芯棒成型、整形和去油处理，得到半成品；
（3）对所述半成品进行热处理、酸洗处理和坡口处理，得到无缝钢管的成品；其中，所述热处理的温度为1050°C-1200°C。
本发明的进一步设置在于，步骤（1）中的检测包含尺寸检验、表面检验、质量检验和化学成份检验。
本发明的进一步设置在于，步骤（3）中所述酸洗处理采用的酸洗液为：重量比为1:2的30%氢氟酸和99%硝酸，其余为水；酸洗温度控制在20°C-60°C。
本发明的进一步设置在于，所述步骤（5）后还包括成品检验步骤。
本发明的进一步设置在于，所述成品检验步骤包括表面检验、力学性能、渗透探伤、超声波探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度测试和压扁试验。
本发明同时还提供了一种耐蚀合金无缝钢管，其特征在于，包含以下组分：
重量百分比为不超过0.1%的C；
重量百分比为不超过0.5%的Mn；
重量百分比为不超过0.5%的Si；
重量百分比为不超过0.015%的P；
重量百分比为不超过0.015%的S；
重量百分比为介于20%至23%的Cr；
重量百分比为介于3.15%至4.15%的Nb+Ta；
重量百分比为不超过1%的Co；
重量百分比为介于8%至10%的Mo；
重量百分比为不超过5%的Fe；
重量百分比为不超过0.4%的Al；
重量百分比为不超过0.4%的Ti；
重量百分比为不小于58%的Ni。
本发明具有以下优点：经过上灰、芯棒成型、整形、去油、热处理、酸洗等工序，产品品质保证；能够完全达到此钢种包含的优越性能。本发明可节约能源、工序简单、提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，使其抗拉强度大于690MPA，屈服强度大于276MPA，伸长率大于30%。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1，无缝钢管N01指对中空的圆型长条钢材。
检测N02：包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。
下料N03：对需要的成品（如弯头、三通、大小头）进行原材料长度切割。
上灰N04：下料的材料进行润滑，以便下一道成型加工。
芯棒成型N05:利用外模具和内芯棒成型变形，针对UNSN06625材料，确定了共二次的成型过程，一次成型后循环至酸洗后再上灰进行二次芯棒成型。
整形N06，对管件的形状进行修复，毛刺去除。
去油N07，因为轧拔变形中常需要润滑、加入冷轧油等辅助材料，所以需要一个将这些辅助的油去除，方便后续生产，提高表面质量。
热处理N08，是指将管件加热至介于1050℃至1200℃之间，保温时间与管件壁厚之间的关系为（10-20）min/mm，其中mm表示壁厚的单位毫米，min表示保温时间的单位分钟，保温时间在此基础上一般为6倍的壁厚。经过上述热处理后，尤其在适宜的温度下，制造的管件能充分发挥钢种的优异性能。
酸洗N09:所述酸洗处理中的酸洗液采用重量比为1：2的30%氢氟酸和99%硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。此处的酸洗液，能彻底去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，表面质量优秀，表面粗糙度Ra≤1.20μm，在内外表面生产一层致密的氧化物薄膜，提高不锈钢抗腐蚀能力。酸洗时间12小时。
坡口N10：用车床对管件端口进行精加工，角度37.5度。
成品检验N11是对生产完成的无缝管件进行检验，成品检验的内容可以为表面检验、渗透检验、超声波检验、晶间腐蚀检验、晶粒度检测、力学性能、扩口试验、压扁试验等试验。
本发明实施例中制作的耐蚀合金管件，主要采用牌号为UNSN06625的耐蚀合金，UNSN06625的耐蚀合金属高镍、高钼、高铬耐酸合金钢。具有很好的活化-钝化转变能力，耐腐蚀性能极好，在非氧化性酸如硫酸、醋酸、甲酸、磷酸中具有很好的腐蚀性，在中性含氯离子截止中具有很好的抗点蚀性，同时具有良好的抗缝隙腐蚀及抗应力腐蚀性能。适用于100℃以下各种浓度硫酸，在常压下耐任何浓度、任何温度的醋酸及甲酸与醋酸的混合酸中得耐腐蚀性也很好。
耐腐蚀性：由于UNS N06625镍含量是很高的（最小62%），因此在一般热处理和焊接的情况下，不会有碳化物析出。这样消除了一般热处理和焊接后出现在晶间腐蚀的危险。由于高的铬镍钼含量，并且添加了铜元素，因此UNS N06625即使在还原性环境中，如硫酸和甲酸中也可以被钝化。高的镍含量使其在活性状态下也有较低的腐蚀速度。在0-98%的浓度范围内纯硫酸中，UNS N06625的使用温度可高达40摄氏度。在0-85%浓度范围内的纯磷酸中，其抗腐蚀性能是非常好的。在湿法工艺生产的工业磷酸中，杂质对抗腐蚀性能有很强的影响。在所有各种磷酸中，UNS N06625抗腐蚀性能优于普通的不锈钢。在强氧化性的硝酸中，UNS N06625于不含钼的高合金化的钢种相比，抗腐蚀性能较低。在盐酸中，UNS N06625的使用仅限于较低的浓度1-2%。在这个浓度范围内，UNS N06625的抗腐蚀性能好于常规不锈钢。UNS N06625刚具有很高的抗点腐蚀能力。在氯化物溶液中其抗缝隙腐蚀能力也是很好的。UNS N06625的高镍含量，降低了在麻坑和缝隙处的腐蚀速度。普通的奥氏体不锈钢在温度高于60摄氏度时，在一个富氯化物的环境中对应力腐蚀可能是敏感的，通过提高不锈钢的镍含量，可以降低这种敏化性。由于高的镍含量，耐蚀合金在氯化物溶液，浓缩的氢氧化物溶液和富硫化氢的环境中，具有很高的抗应力腐蚀破裂能力。
耐蚀合金是一种多用途的材料，在许多工业领域都能应用；
1、石油、石化管道等；
2、煤化工、锅炉、热交换器等；
3、发电厂烟气脱硫装置，主要使用部位有；吸收塔的塔体、烟道、挡门板、内件、喷淋系统等；
4、海水处理装置，海水热交换器，造纸工业设备，硫酸、硝酸设备，制酸、制药工业及其化工设备、压力容器，食品设备等；
5、制药厂：离心机，反应器等。
下面结合附图1消息介绍无缝钢管的制造过程，无缝钢管的原料生产前需进行无缝钢管N01，用于保证原料的品质，确保后续生产的良率；经过材料检验N02合格的无缝钢管原料进行下料N03，依次开始步骤上灰N04、芯棒成型N05、整形N06、去油N07、热处理N08、酸洗N09，则进行二次成型：上灰N04、芯棒成型N05、整形N06、去油N07、热处理N08、酸洗N09、坡口N10、成品检验N11，而成品检验N11的项目也可以根据不同的需要设定。
本发明中的热处理温度介于1050摄氏度至1200摄氏度之间，最佳热处理温度为1130摄氏度，此温度有以下优点：（1）使合金组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要。在高温下原子活动加剧，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。（2）消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢管的抗拉强度下降，伸长率上升。（3）恢复固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后管件的耐蚀性能恢复到最佳状态。
需要特别提及的是，本实施例中的采用上述制备工艺制备的耐蚀合金无缝钢管的组分为：
重量百分比为不超过0.1%的C
重量百分比为不超过0.5%的Mn
重量百分比为不超过0.5%的Si
重量百分比为不超过0.015%的P
重量百分比为不超过0.015%的S
重量百分比为介于20%至23%的Cr
重量百分比为介于3.15%至4.15%的Nb+Ta
重量百分比为不超过1%的Co
重量百分比为介于8%至10%的Mo
重量百分比为不超过5%的Fe
重量百分比为不超过0.4%的Al
重量百分比为不超过0.4%的Ti
重量百分比为不小于58%的Ni
使用耐蚀合金，使无缝管件具有良好的耐腐蚀性能，抗缝隙腐蚀及抗应力腐蚀性能性能。
通过上述实施方式，不难看出本发明是一种节约能源，工序简单的耐蚀合金的管件工艺，本发明专利重要解决UNS N06625的生产问题，提高产品的成材率和表面质量和技术含量，使其抗拉强度大于690MPA，屈服强度大于276MPA，伸长率大于30%。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种耐蚀合金的制管工艺，用于制造耐蚀合金无缝钢管，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对坯料进行检测，并下料；
（2）对下料后的坯料进行上灰、芯棒成型、整形和去油处理，得到半成品；
（3）对所述半成品进行热处理、酸洗处理和坡口处理，得到无缝钢管的成品；其中，所述热处理的温度为1050°C-1200°C。
2.根据权利要求1所述的耐蚀合金的制管工艺，其特征在于：步骤（1）中的检测包含尺寸检验、表面检验、质量检验和化学成份检验。
3.根据权利要求1所述的耐蚀合金的制管工艺，其特征在于：步骤（3）中所述酸洗处理采用的酸洗液为：重量比为1:2的30%氢氟酸和99%硝酸，其余为水；酸洗温度控制在20°C-60°C。
4.根据权利要求1所述的耐蚀合金管件的工艺，其特征在于：所述步骤（5）后还包括成品检验步骤。
5.根据权利要求1所述的耐蚀合金管件的工艺，其特征在于：所述成品检验步骤包括表面检验、力学性能、渗透探伤、超声波探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度测试和压扁试验。
6.一种耐蚀合金无缝钢管，其特征在于，包含以下组分：
重量百分比为不超过0.1%的C；
重量百分比为不超过0.5%的Mn；
重量百分比为不超过0.5%的Si；
重量百分比为不超过0.015%的P；
重量百分比为不超过0.015%的S；
重量百分比为介于20%至23%的Cr；
重量百分比为介于3.15%至4.15%的Nb+Ta；
重量百分比为不超过1%的Co；
重量百分比为介于8%至10%的Mo；
重量百分比为不超过5%的Fe；
重量百分比为不超过0.4%的Al；
重量百分比为不超过0.4%的Ti；
重量百分比为不小于58%的Ni。
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