CN108411198A - 一种高性能不锈钢无缝钢管及其制造方法 - Google Patents

一种高性能不锈钢无缝钢管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01‑0.02％，S：0.015‑0.02％，N：0.04‑0.06％，Si：0.4‑0.6％，Mn：1.5‑1.8％，Cu：0.13‑0.15％，Mo：0.2‑0.22％，Ti：0.023‑0.025％，Nb：0.015‑0.02％，Ni：0.03‑0.04％，Co：0.02‑0.04％，B：0.0006‑0.0008％，余量为Fe和杂质元素。本发明提供的高性能不锈钢无缝钢管，具有全面而良好的机械性能。本发明提供的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，针对特有的组分进行了制造工艺的优化与改善，使得工艺更加精细准确。

Description

一种高性能不锈钢无缝钢管及其制造方法
技术领域
本发明涉及管材领域，尤其涉及一种高性能不锈钢无缝钢管及其制造方法。
背景技术
随着国民经济的高速发展和科学技术进步，不锈钢管的应用范围日益广泛，对不锈钢管的要求也越来越高，为了使不锈钢管在数量和质量上满足各个领域的使用要求，国内外在新钢种的开发方面有了快速发展；我国不锈钢在工艺技术、装备水平、产品质量等方面同国际先进水平尚有较大的差距，需要进行不断研发、技术改造和提高，以适应国民经济发展的要求；目前不锈钢管已广泛应用于各个领域：车辆工业、水工业、环保工业、工业设施、家电工业，用量比较大的主要是奥氏体不锈钢，随着技术的进步和生产的的需要、从原料资源和材料成本和达到理化及力学性能要求的角度都需要不断的研发出新型不锈钢。
不锈钢无缝钢管的生产一般采取以下三种方法：一是穿孔、连轧、定径；二是穿孔+磨削；三是穿孔+热扩管。但是这些方法都存在各种各样的问题，方法一局限于现有的连轧机组规格，不能满足市场需求，方法二和方法三的轧制变形量太小，制造的无缝钢管工艺性能和机械性能较差，而且热扩管的缺陷较多，特别是制造大口径无缝钢管具有极大的困难，扩管过程中很容易出现裂纹甚至迸裂，导致扩管失败。
申请号CN201710252805.9公开了“一种不锈钢无缝钢管的制造方法”，包括以下步骤：(1)取电渣钢锭进行钢锭镗孔，穿孔轧制，退火处理，矫直，得到初品无缝钢管；(2)将初品无缝钢管进行第一次推制扩管，得到初扩管品；(3)在初扩管品的内外表面均匀涂刷处理浆液，于280～320℃条件下烘干，然后进行第二次推制扩管，所述处理浆液是由以下重量份的组分制成：三号锂基脂1份，三氧化钼2～3份，磷酸钙4～5份，硝酸锌6～8份，硅酸钠6～8份，聚乙二醇400 15～20份，水30～40份；(4)将步骤(3)处理后的无缝钢管放入加热炉中，升温至900℃，保温60～80分钟，按照每次降温5～8℃的幅度进行阶梯式降温，每次降温后保温40～50分钟；降温至700℃以下，降温幅度调整为50～60℃，每次降温后保温10～20分钟；降温至500℃以下，降温幅度调整为30～40℃，每次降温后保温20～30分钟；降温至450℃以下，接着空冷25～35分钟，然后取出，自然冷却即可。申请号CN201710252804.4公开了“一种耐热不锈钢无缝钢管及制造方法”，由以下质量百分比的化学成分组成的：碳0.2～0.3％，锰1.2～1.4％，锗1～1.2％，铬0.8～1％，锆0.25～0.3％，钛0.1～0.2％，硼0.045～0.068％，磷0.032～0.041％，硫0.011～0.022％，铌0.02～0.07％，锑0.008～0.02％，钒0.08～0.1％，钌0.008～0.01％，余量为铁及不可避免的杂质。现有的无缝钢管工艺复杂，材料配比不当，制备的钢管机械性能较差，而且在对钢管的处理过程中容易出现裂纹设置损坏。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高性能不锈钢无缝钢管，具有全面而良好的机械性能。
本发明还提供了一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，针对特有的组分进行了制造工艺的优化与改善，使得工艺更加精细准确，而且制备过程效率高成本低。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01-0.02％，S：0.015-0.02％，N：0.04-0.06％，Si：0.4-0.6％，Mn：1.5-1.8％，Cu：0.13-0.15％，Mo：0.2-0.22％，Ti：0.023-0.025％，Nb：0.015-0.02％，Ni：0.03-0.04％，Co：0.02-0.04％，B：0.0006-0.0008％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
优选的，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01％，S：0.02％，N：0.05％，Si：0.6％，Mn：1.5％，Cu：0.14％，Mo：0.2％，Ti：0.024％，Nb：0.02％，Ni：0.03％，Co：0.03％，B：0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
优选的，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
优选的，所述步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
优选的，所述步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
优选的，所述酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
优选的，步骤(5)所述清洗槽从上到下依次包括喷淋腔、旋转腔和回收腔；所述旋转腔内设置有放置所述中间管的旋转筒，所述旋转筒与旋转动力机构连接，所述旋转筒表面设置多个漏孔；
所述喷淋腔上方等距设置有三个进液口，所述喷淋腔下方设置有喷淋板，所述喷淋板上设置有多个将所述喷淋腔内的液体喷洒至旋转筒内的喷嘴；
所述回收腔底部设置有出液口。
优选的，所述旋转筒通过连接轴与所述旋转动力机构连接。
优选的，所述回收腔设置为漏斗状。
本发明的不锈钢无缝钢管采用铌Nb作为微合金化元素加入钢中并不改变铁的结构，铌Nb能够细化晶粒，并降低钢的过热敏感性，提高刚强度，通过与钢中的碳C、氮N和硫S结合，改变钢的显微结构，提高合金在高温下的晶界强度，铌对钢的强化作用主要是细晶强化和弥散强化，硫在加热的过程中，温度的升高使得硫原子具有一定的粘度和流动性，铌能和钢中的碳氮生成稳定的碳化物和碳氮化物，通过硫的粘性和流动性，进一步帮助碳化物和碳氮化物分散并形成具有细晶化的钢，产生沉淀强化作用，以提高合金的蠕变强度，通过控制铌、碳、氮和硫的含量，以改变不锈钢无缝钢管的机械性能，同时合理控制碳的含量，随着碳量的增高，钢的硬度增加，但是韧性会下降，合理的控制碳量，以便形成固溶体组织，提高钢的强度等性能。硼B在高温时特别活泼，电离能高，电负性大，与金属反应生成具有金属性的非整比化合物，可以增加合金钢的高温强固性。
本发明的两段冷轧工序可以较好的实现以相变强化为主的钢的连退，增大晶界有效面积并有效形成大量连续带，保持一定的有序排列的同时使得钢铁内形成更多的形核点，达到进一步细化晶粒的目的，使得晶粒在形变时位错滑移变得较容易，有利于提高塑性，且冷却均匀，冷却后钢形良好；本发明的三段冷却工序一定是先空冷，再水冷最后再空冷的顺序进行，而且不可以先进行水冷，因为水冷会使得产品表面温度骤然降低，使得晶体粒子因为外界温度的骤然变化而发生晶粒形体的微变，以对产品的性能产生影响，单一的空冷会造成不锈钢无缝钢管的热脆性增加，单一的水冷会造成不锈钢无缝钢管表面和内部损伤，由此防止温度的骤然降低的同时结合空冷与水冷的冷却工艺降低对无缝钢管表面造成的损伤的同时保证冷却工序的节时节能，避免了不锈钢无缝钢管变形，使得无缝钢管组织均匀，还可以改善其热脆性。
本发明的酸洗工序考虑通过添加多种酸根，各酸根相互协同和补偿，共同作用，通过加入十二烷基磺酸钠，降低酸洗过程中点蚀倾向增加，尤其降低了金属内部“氢脆”现象的发生，同时酸洗之后再进行水洗以防止酸液中离子在钢铁表面残存对不锈钢无缝钢管表面的损伤，最后再通过Na2CO3溶液对可能残存的酸根进行中和，最后再通过水洗彻底清除钢管表面的离子溶液。酸洗工序所使用的清洗槽采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明清洗槽的结构示意图；
图2为本发明清洗槽的侧示图；
图3为本发明旋转筒的结构示意图。
其中，附图中标记如下：
101-喷淋腔，102-旋转腔，103-回收腔，104-旋转筒，105-旋转动力机构，106-漏孔，107-进液口，108-喷淋板，109-喷嘴，110-出液口，111-连接轴。
具体实施方式
本发明的产品、方法及应用已经通过较佳的实施例进行了面述，相关人员明显能再不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明。
本发明所有技术方案中所用的原材料均可从市场购买，这里不再一一列举，本发明所有技术方案中涉及到制备方法中的仪器设备，均可通过市售直接购得或者可从现有技术中直接地毫无疑义的得到，这里需要特别说明的是本发明实施例1-5和对比例1-3所述的清洗槽不可通过市售直接购得或者从现有技术中直接地毫无疑义的得到。
实施例1
一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01％，S：0.02％，N：0.05％，Si：0.6％，Mn：1.5％，Cu：0.14％，Mo：0.2％，Ti：0.024％，Nb：0.02％，Ni：0.03％，Co：0.03％，B：0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
实施例2
一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01％，S：0.015％，N：0.04％，Si：0.4％，Mn：1.5％，Cu：0.15％，Mo：0.2％，Ti：0.025％，Nb：0.015％，Ni：0.03％，Co：0.02％，B：0.0008％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
实施例3
一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.02％，S：0.02％，N：0.06％，Si：0.4％，Mn：1.7％，Cu：0.13％，Mo：0.21％，Ti：0.025％，Nb：0.02％，Ni：0.034％，Co：0.028％，B：0.00066％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
实施例4
一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.018％，S：0.016％，N：0.05％，Si：0.47％，Mn：1.57％，Cu：0.13％，Mo：0.21％，Ti：0.023％，Nb：0.016％，Ni：0.033％，Co：0.028％，B：0.00065％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
实施例5
一种高性能不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.018％，S：0.02％，N：0.056％，Si：0.4％，Mn：1.68％，Cu：0.138％，Mo：0.214％，Ti：0.0242％，Nb：0.018％，Ni：0.035％，Co：0.026％，B：0.00072％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：不锈钢无缝钢管的化学成分有所调整，即在化学成分中不考虑N、Nb、C和S的添加比例，其他化学成分的添加量不变；即一种不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.015％，S：0.02％，N：0.04％，Si：0.6％，Mn：1.5％，Cu：0.14％，Mo：0.2％，Ti：0.024％，Nb：0.02％，Ni：0.03％，Co：0.03％，B：0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
一种不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于：调整了不锈钢无缝钢管的制造方法，化学成分组成保持不变，即一种不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行冷轧得中间管；其中，所述冷轧具体为：开轧温度900℃，终轧温度700℃。
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过冷却工序冷却至室温；其中，冷却工序具体为：将中间管空冷至室温。
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口107同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口107同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于调整了不锈钢无缝钢管的制造方法中的酸洗工序，化学成分组成保持不变，即一种不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内通过酸洗液进行酸洗2小时；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
这里需要说明的是，如图1-3所示，步骤(5)酸洗工序中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔101、旋转腔102和漏斗状的回收腔103，喷淋腔101上方等距设置有三个进液口107，回收腔103底部设置有出液口110，酸液从进液口107进入到喷淋腔101内，等距的三个进液口107的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔101内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口107同时进酸液，然后液体流在通过喷淋腔101下方设置的喷淋板108上，并进一步流入喷淋板108上设置的多个喷嘴109内，液体通过喷嘴109进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴109可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔106的旋转腔102将液体喷洒至旋转筒104内的中间管表面，旋转动力机构105通过连接轴111带动旋转筒104旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构105可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴111带动旋转筒104旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔102上的漏孔106再次流入漏斗状的回收腔103内进行回收，并从出液口110排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。
对比例4
对比例4与实施例1基本相同，不同之处在于调整了不锈钢无缝钢管的酸洗设备，化学成分组成和制备方法保持不变，即一种不锈钢无缝钢管，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01％，S：0.02％，N：0.05％，Si：0.6％，Mn：1.5％，Cu：0.14％，Mo：0.2％，Ti：0.024％，Nb：0.02％，Ni：0.03％，Co：0.03％，B：0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
其中，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
一种不锈钢无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；其中，酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
其中，步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
其中，步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
步骤(5)酸洗工序中的清洗槽为现有技术中可直接的毫无疑义的得到的清洗槽或者可通过市售直接购得。
现将实施例1-5与对比例1-4制得的不锈钢无缝钢管的物理性能测试参数列于表1：其中，钢管的厚度均为30mm，采用GB/T228标准进行测试屈服强度和抗拉强度，磨损率的测试条件为室温下，0.5m/s相对转速下试验1h，其他机械性能参照QJ/CTG24-2015。
表1为不锈钢无缝钢管的主要参数比较
从表1中可以看出，对比例1-4各方面性能远远不如与实施例1-5所得不锈钢无缝钢管的机械性能，本发明的技术方案从原料化学成分和工艺上都进行了改进和完善，对比例1-4与实施例1-5相比，不论是成分上的改变或者制造方法的改变或者所用设备的改变均会对不锈钢无缝钢管的性能产生影响，使得对比例1-4的产品整体性能与实施例1-5的产品整体性能相比有所下降。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高性能不锈钢无缝钢管，其特征在于，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01-0.02％，S：0.015-0.02％，N：0.04-0.06％，Si：0.4-0.6％，Mn：1.5-1.8％，Cu：0.13-0.15％，Mo：0.2-0.22％，Ti：0.023-0.025％，Nb：0.015-0.02％，Ni：0.03-0.04％，Co：0.02-0.04％，B：0.0006-0.0008％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
2.如权利要求1所述的一种高性能不锈钢无缝钢管，其特征在于，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.01％，S：0.02％，N：0.05％，Si：0.6％，Mn：1.5％，Cu：0.14％，Mo：0.2％，Ti：0.024％，Nb：0.02％，Ni：0.03％，Co：0.03％，B：0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
3.如权利要求1所述的一种高性能不锈钢无缝钢管，其特征在于，N的质量百分比含量＝Nb的质量百分比含量+C的质量百分比含量+S的质量百分比含量。
4.一种如权利要求1所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)冶炼：冶炼制得管坯；
(2)热轧穿孔：将步骤(1)所得管坯放入1200℃的加热炉中加热100min，保温30min后移动至穿孔机处进行穿孔，以得到穿孔管坯；
(3)冷轧：将步骤(2)所得穿孔管坯在冷轧机组中进行两段冷轧得中间管；
(4)冷却：将步骤(3)所得中间管通过三段冷却工序冷却至室温；
(5)酸洗：将步骤(4)所得中间管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；
(6)检验：将步骤(5)所得清洗后的中间管晾干，再通过无损探伤检验后入库。
5.如权利要求4所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中的所述两段冷轧具体为：
一阶段开轧温度900℃，终轧温度为800℃；
二阶段开轧温度800℃，终轧温度700℃。
6.如权利要求4所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中的所述三段冷却工序具体为：
第一段冷却工序：将中间管空冷至600℃；
第二段冷却工序：再以4-8℃/s的冷却速率将中间管水冷至180-220℃；
第三段冷却工序：最后再将中间管空冷至室温。
7.如权利要求4所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。
8.如权利要求4所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，步骤(5)所述清洗槽从上到下依次包括喷淋腔、旋转腔和回收腔；所述旋转腔内设置有放置所述中间管的旋转筒，所述旋转筒与旋转动力机构连接，所述旋转筒表面设置多个漏孔；
所述喷淋腔上方等距设置有三个进液口，所述喷淋腔下方设置有喷淋板，所述喷淋板上设置有多个将所述喷淋腔内的液体喷洒至旋转筒内的喷嘴；
所述回收腔底部设置有出液口。
9.如权利要求8所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述旋转筒通过连接轴与所述旋转动力机构连接。
10.如权利要求8所述的高性能不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述回收腔设置为漏斗状。
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