CN102465200A - 无缝钢管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管的制造方法，用于制造铁素体不锈钢无缝钢管，包含如下步骤：1)对坯料进行第一次酸洗；2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品热处理、矫直、酸洗并重复第2步；4)如是则进行成品热处理、矫直和成品定切；5)将成品进行酸洗；所述的中间品热处理和成品热处理的温度大于750℃。本发明提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，表面粗糙度Ra≤1.50um，能使其达到最佳力学性能，其抗拉强度R_m≥415Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥205Mpa，断后伸长率A≥20％，布氏硬度HBW≤190。

Description

无缝钢管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管的制造方法，特别是涉及一种铁素体不锈钢无缝钢管的制造方法。

背景技术

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。无缝钢管因具有中空截面，所以大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。无缝钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，还广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等，用无缝钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用无缝钢管来制造。无缝钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要无缝钢管来制造。

现阶段，随着Ni资源的紧缺，Ni价上涨导致奥氏体不锈钢价格飞涨，并且Ni金属的价格会像股票一样起起落落，导致奥氏体不锈钢价格很难把握，使用者在资金预算还有行情把握方面存在很大的困难，在欧美等国铁素体不锈钢在市场上所占的份额远远高于我国，所以后期我国铁素体不锈钢讲存在很大的发展空间。基于这些考虑，现在使用铁素体不锈钢的还不是很多，但是后期随着人们对不锈钢认识的提高，铁素体代替奥氏体将会是一种趋势。但传统的制作方法制作铁素体不锈钢无缝钢管，不仅浪费能源，而且工序复杂。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，表面粗糙度Ra≤1.50um，能使其达到最佳力学性能，其抗拉强度R_m≥415Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥205Mpa，断后伸长率A≥20％，布氏硬度HBW≤190。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种无缝钢管的制造方法，用于制造铁素体不锈钢无缝钢管，包含如下步骤：

1)进行第一次酸洗；

2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；

3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品热处理、矫直、酸洗并重复第2步；

4)如是则进行成品热处理、矫直和成品定切；

5)将成品进行酸洗；

所述的中间品热处理和成品热处理的温度大于750℃。

作为本发明一个较佳实施例，所述的中间品热处理和成品热处理的温度为860℃。

作为本发明一个较佳实施例，所述的铁素体不锈钢无缝钢管包含：

重量百分比为不超过0.03％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过1.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.025％的P；

重量百分比为不超过0.005％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比为不超过0.15％的AL；

重量百分比为不超过0.04％的N；

重量百分比为[0.20+4(C+N)]-1.10％的Ti；

及余量的Fe。

作为本发明一个较佳实施例，所述的轧拔联合处理中，小变形量λ的范围为1.20-1.40。

作为本发明一个较佳实施例，所述的对坯料进行第一次酸洗步骤前还有一个材料检验步骤，所述的材料检验步骤包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。

作为本发明一个较佳实施例，所述酸洗处理中的酸洗液采用20％盐酸和5％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。

作为本发明一个较佳实施例，所述的成品酸洗步骤后还有一个成品检验步骤。

作为本发明一个较佳实施例，所述的成品检验包括表面检验、水压检测、涡流探伤、超声波探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉伸试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。

由于采用了上述技术方案，使得本发明具有以下优点：经过多次修磨、轧拔联合、去油、热处理、矫直、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。本发明提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，表面粗糙度Ra≤1.50um，能使其达到最佳力学性能，其抗拉强度R_m≥415Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥205Mpa，断后伸长率A≥20％，布氏硬度HBW≤190。

附图说明

附图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，材料检验S01指对原料进行检验，包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。

第一次酸洗S02，酸洗处理中的酸洗液采用20％盐酸和5％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。由于此钢种属于铁素体不含有Ni元素，故不能用氢氟酸，采用了此配比使产品的表面质量达到Ra≤1.50um，表面质量优异，没有裂纹和开裂现象，提高了产品的成材率和表面质量，酸洗时间短40分钟左右，提高了工作效率。

修磨S03，是将原料上的缺陷(裂纹，发纹等)处打磨掉，便于后续加工设备对无缝钢管进行，提高成材率和表面质量。

轧拔联合S05，小变形量λ＝1.20-1.40，是指通过用冷轧、冷拔的方法加工原料，使原料形成钢管型的方法，在加工的工程中，可以在冷轧工艺中加入冷轧油，加入冷轧油后，可以有效降低磨擦系数，提供相应的轧制力，轧制能耗低，获得满意的轧制参数；使表面光亮度高、轧延厚度均匀；冷却效果好，能迅速带走轧制热，保护轧辊及轧件；有短期的防锈性能，可提供轧件临时防锈保护。冷拔就是在不加热的情况下对金属用冷拔机拔长，拔前也需要润滑。冷轧和冷拔都不需要加热，使工艺不用在高温下进行，节约能源。

去油S06，因为轧拔联合中常需要润滑、加入冷轧油等辅助材料，所以需要一个将这些辅助的油进行去除，方便后续生产，提高表面质量。

中间品热处理S07指将中间品加热温度大于750℃，最佳温度为860℃，中间品比成品温度稍高一些，保温时间长些，保持一定的时间后，冷却到室温的操作。在此温度下进行热处理，有助于提升钢管的品质。经过中间品热处理步骤后，无缝钢管的硬度会较低，但是具有很高的加工硬化能力以及优良的耐磨性和韧性，不仅便于后续的操作，而且在后续加工的过程中硬度也会不断加强。使得钢管成份均与化，细化晶粒，消除应力，提高了韧性及延伸性，改善机械性能，综合机械性能好。为下一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量。

矫直S08是指是指对无缝钢管的形状缺陷进行的矫正，在轧拔联合步骤后进行热处理，无缝钢管会产生一定的形变，所以需要对无缝钢管进行矫直，矫直方法可以为压力矫直、辊式矫直(包括直辊矫直和斜辊矫直)、张力矫直和拉伸弯曲矫直。

酸洗S09指对生产的无缝钢管利用酸溶液去除其表面上的氧化皮和锈蚀物的方法。本发明实施例中使用的酸洗液采用20％盐酸和5％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃，对钢管原料进行酸洗。由于此钢种属于铁素体不含有Ni元素，故不能用氢氟酸，采用了此配比使产品的表面质量达到Ra≤1.50um，表面质量优异，没有裂纹和开裂现象，提高了产品的成材率和表面质量，酸洗时间短40分钟左右，提高了工作效率。

成品热处理S10，成品热处理S10是将无缝钢管加热温度大于750℃，最佳温度为860℃，保温时间与无缝钢管壁厚之间的关系为(3-4)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3-4倍的壁厚。经过上述半成品和成品热处理后，尤其在适宜的温度下，制造的钢管能充分发挥此钢种的优异性能。

成品定切S11是将无缝钢管切成要求的尺寸。

成品酸洗S12是对无缝钢管利用酸溶液去除其表面上的氧化皮和锈蚀物的方法，因为在成品定切S10后，可能还是会对无缝钢管造成损伤，所以最后还需要进行该步骤，确保成品的品质。

成品检验S13是对生产完成的无缝钢管进行检验，成品检验的内容可以为表面检验、水压试验、无损探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉伸试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。

本发明实施例中制作的不锈钢钢管，主要采用牌号为439L的不锈钢，439L钢种是在普通铁素体材料(430)的基础上降低C的含量，同时加入Ti等稳定化元素，使该钢种的耐晶间腐蚀性、成型性和焊接性均有所提高。

439L合金是一种多用途的材料，在许多工业领域都能应用：

1、电梯、扶梯装饰用板；

2、建筑装饰板，如装饰结构件、结构用管；

3、汽车排气***部件；

4、洗衣机内筒。

下面结合附图1详细介绍无缝钢管的制造过程，无缝钢管的原料生产前需进行材料检验S01，用于保证原料的品质，确保后续生产的良率；经过材料检验S01合格的无缝钢管原料进行第一次酸洗S02，用于洗除原料上的氧化物，便于后续加工；经过第一次酸洗S02后依次开始步骤修磨S03、轧拔联合S05、去油S06，这时需要判断生产出来的无缝钢管是否已达到成品的要求，如果未达到成品的要求，则进行中间品固溶热处理S07、矫直S08、酸洗S09，然后再次进行修磨S03、轧拔联合S05，并判断是否达到成品要求，如果已达到成品的要求，则依次进行成品固溶热处理S10、矫直S08、成品定切S11、成品酸洗S12，需要特别提及的是，可以根据生产的需要设定循环重复多次中间品固溶热处理S07、矫直S08、酸洗S09、修磨S03、轧拔联合S05，循环的次数根据不同的原料和不同的尺寸可以设定不同，设定固定的循环次数后，后续工业生产就可以依设定的循环次数进行生产，而不需要人工进行判断，节约人力，也利于工业生产的连贯和快速；对已完成的无缝钢管进行完成品酸洗S12后，可以根据需要设定是否需要进行成品检验S13，而成品检验S13的项目也可以根据不同的需要设定。

本发明中的中间品热处理和成品热处理的温度大于750℃，能使其达到最佳力学性能，其抗拉强度R_m≥415Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥205Mpa，断后伸长率A≥20％，布氏硬度HBW≤190。本发明解决了现有技术的问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，表面粗糙度Ra≤1.50um，节约能源、工序简单。

需要特别提及的是，本实施例中的原料为铁素体不锈钢，它包含：

重量百分比为不超过0.03％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过1.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.025％的P；

重量百分比为不超过0.005％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比为不超过0.15％的AL；

重量百分比为不超过0.04％的N；

重量百分比为[0.20+4(C+N)]-1.10％的Ti；

及余量的Fe。

使用铁素体不锈钢，使无缝钢管具有良好的耐腐蚀性、成形性及焊接性能。

通过上述实施方式，不难看出本发明是一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，本发明专利主要解决了439L的生产问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，表面粗糙度Ra≤1.50um，能使其达到最佳力学性能，其抗拉强度R_m≥415Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥205Mpa，断后伸长率A≥20％，布氏硬度HBW≤190。

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 (8)

1.一种无缝钢管的制造方法，用于制造铁素体不锈钢无缝钢管，其特征在于，包含如下步骤：

1)进行第一次酸洗；

2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；

3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品热处理、矫直、酸洗并重复第2步；

4)如是则进行成品热处理、矫直和成品定切；

5)将成品进行酸洗；

所述的中间品热处理和成品热处理的温度大于750℃。

2.根据权利要求1所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的中间品热处理和成品热处理的温度为860℃。

3.根据权利要求2所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的铁素体不锈钢包含：

重量百分比为不超过0.03％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过1.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.025％的P；

重量百分比为不超过0.005％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比为不超过0.15％的AL；

重量百分比为不超过0.04％的N；

重量百分比为[0.20+4(C+N)]-1.10％的Ti；

及余量的Fe。

4.根据权利要求3所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的轧拔联合处理中，小变形量λ的范围为1.20-1.40。

5.根据权利要求4所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的对坯料进行第一次酸洗步骤前还有一个材料检验步骤，所述的材料检验步骤包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。

6.根据权利要求5所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述酸洗处理中的酸洗液采用20％盐酸和5％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。

7.根据权利要求6所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的成品酸洗步骤后还有一个成品检验步骤。

8.根据权利要求7所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的成品检验包括表面检验、水压试验、无损探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉伸试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。

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