CN112647025A - 一种高性能不锈钢钢管的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，该不锈钢钢管由以下质量分数的各组分组成：0.025％‑0.028％C、0.020‑0.030％P、≤0.020％S、9％‑10％Ni、18.5％‑20％Cr、≤0.30％Cu、0.05‑0.10％N，Cr使用304LD的Cr，或使用316LD的Cr，且其质量分数为16.5％‑18.5％，Cr使用304LD的Ni，或使用316LD的Ni，且其质量分数为11％‑14％。该高性能不锈钢钢管的制造工艺，通过严格控制其化学成分、合理的安排钢管生产工艺、严格的控制成品热处理制度，虽然此不锈钢管的成本提高了10％左右，但理论上提高了换热器设备的使用寿命，从而提高生产效率，节约了资源，进一步为今后的降低成本奠定了良好基础。

Description

一种高性能不锈钢钢管的制造工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢钢管技术领域，具体为一种高性能不锈钢钢管的制造工艺。
背景技术
不锈钢钢管是一种中空的长条圆筒状钢材，他的适用范围用作输送流体的管道，主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。不锈钢钢管选用材质为耐酸和耐热的牌号的钢坯，经过加热、穿孔、定径、热轧、切削而成。
不锈钢钢管的分类：不锈钢无缝钢管和不锈钢焊接钢管(有缝钢管)基本的两大类。按钢管的外径形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。
对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验和射线探伤来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。
无缝不锈钢钢管也称不锈钢无缝管,是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。
为了提高不锈钢在换热器设备使用时的使用寿命，提高生产效率，节约资源，因此，我们提出了一种高性能不锈钢钢管的制造工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，本发明提供如下技术方案：一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，该不锈钢钢管由以下质量分数的各组分组成：0.025％-0.028％C、0.020-0.030％P、≤0.020％S、9％-10％Ni、18.5％-20％Cr、≤0.30％Cu、0.05-0.10％N。
优选的，Cr使用304LD的Cr，或使用316LD的Cr，且其质量分数为16.5％-18.5％。
优选的，Cr使用304LD的Ni，或使用316LD的Ni，且其质量分数为11％-14％。
一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于，该制造工艺包括以下步骤：
步骤一、管坯加工；
步骤二、管坯加热；
步骤三、管坯穿孔；
步骤四、酸洗；
步骤五、检验修磨；
步骤六、冷轧；
步骤七、去油；
步骤八、热处理；
步骤九、矫直酸洗；
步骤十、打头、润滑、冷拔；
步骤十一、二次去油；
步骤十二、二次热处理；
步骤十三、矫直、切管、酸洗；
步骤十四、理化检验，无损检测，包装入库。
优选的，对于冷拔后内径≤12mm，长度≥5m与内径≤20mm，长度≥10m的管子应先切头，后去油。
优选的，304L和316L一般奥氏体钢管控制温度为：1070-1080℃。
优选的，该高性能不锈钢钢管的RM为560-630MPa，Rp0.2为290-350MPa，延伸率：45-55％，晶粒度：7-7.5级。
优选的，该高性能不锈钢钢管定位规格为19(25)×2×6000mm。
优选的，所述N的抗拉强度相差10-20MPa。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，通过严格控制其化学成分、合理的安排钢管生产工艺、严格的控制成品热处理制度，虽然此不锈钢管的成本提高了10％左右，但理论上提高了换热器设备的使用寿命，从而提高生产效率，节约了资源，进一步为今后的降低成本奠定了良好基础。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，该不锈钢钢管由以下质量分数的各组分组成：0.025％-0.028％C、0.020-0.030％P、≤0.020％S、9％-10％Ni、18.5％-20％Cr、≤0.30％Cu、0.05-0.10％N。
Cr使用304LD的Cr，或使用316LD的Cr，且其质量分数为16.5％-18.5％。
Cr使用304LD的Ni，或使用316LD的Ni，且其质量分数为11％-14％。
一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：
步骤一、管坯加工；
步骤二、管坯加热；
步骤三、管坯穿孔；
步骤四、酸洗；
步骤五、检验修磨；
步骤六、冷轧；
步骤七、去油；
步骤八、热处理；
步骤九、矫直酸洗；
步骤十、打头、润滑、冷拔；
步骤十一、二次去油；
步骤十二、二次热处理；
步骤十三、矫直、切管、酸洗；
步骤十四、理化检验，无损检测，包装入库。
对于冷拔后内径≤12mm，长度≥5m与内径≤20mm，长度≥10m的管子应先切头，后去油。
304L和316L一般奥氏体钢管控制温度为：1070-1080℃。
该高性能不锈钢钢管的RM为560-630MPa，Rp0.2为290-350MPa，延伸率：45-55％，晶粒度：7-7.5级。
该高性能不锈钢钢管定位规格为19(25)×2×6000mm。
N的抗拉强度相差10-20MPa。
需要说明的是，该不锈钢钢管其主要性能是抗腐蚀、较高的中温强度，通俗的表达就是如超低碳的腐蚀性能和较高屈服强度的综合性能，为此，原材料首先确保，严格控制主要元素值；如C：0.025％-0.028％按标准：≤0.030％，C含量过低，对于抗拉强度和规定塑性延伸强度有影响，我们以前做了C：0.017％的304L，其抗拉强度和规定塑性延伸强度分别为515MPa和207MPa，所以为了确保强度，还是确定C：0.025-0.028％。
其P:0.020-0.030％S：≤0.020％
其Cr：在原来的基础再提高0.5％即304LD的Cr为18.5％-20％316LD的Cr为16.5％-18.5％与欧盟标准EN10216-5基本相同，确保晶间腐蚀的合格率。
其Ni：在原来的基础上再提高1％即304LD的Ni：9％-10％316LD的Ni：11％-14％进一步提高产品的韧性和塑性。
其微量元素也相应控制，如Cu：≤0.30％N：0.05-0.10％，N如果在0.05％以下对于力学性能有影响，我们试验了N≤0.05％和N：0.05-0.10％，其抗拉强度相差10-20MPa，所以我们控制N：0.05-0.10％
再控制其钢中非金属夹杂：
管坯制作完成后，对其复验，结果符合后制作不锈钢无缝钢管，成品为φ19(25)×2×6000在制作过程中严格按过程控制的要求进行，采用成品冷轧直接出成品，适当提高冷轧成品时的延伸，对提高强度和表面质量打下基础，成品热处理时也采用稍微不同的热处理措施，1090℃后快速冷却。按国家标准规定热处理制度：1010-1150℃，范围太大，我们对304L和316L一般奥氏体钢管控制温度为：1070-1080℃，这样抗拉强度和规定塑性延伸强度会符合标准范围，Rm：560-630MPaRp0.2:290-350MPa延伸率：45-55％晶粒度：7-7.5级。后来我们再次试验按1100℃进行热处理，其结果：Rm：510-580MPaRp0.2:210-300MPa延伸率：50-60％晶粒度：6-7级这样高的温度热处理后表面氧化比较严重，酸洗后不光洁。所以我们采用1090℃后快速冷却，其性能指标数据如下：
成品热处理后的取样：扩口、压扁、室温力学性能、高温力学性能、弯曲、硬度、晶间腐蚀等，在100多支钢管中取了双倍多的试样，其结果为室温性能Rm：594MPa598MPa623MPa634MPa642MPa648MPa
Rp0.2:306MPa310MPa340MPa343MPa335MPa345MPa
A：58％58％52％53％54％53％
扩口、压扁、弯曲全部合格；硬度HRB：78-81
晶间腐蚀按GB/T4334E试样经650℃敏化2小时，在硫酸-硫酸铜溶液微沸16小时，弯曲后10倍放大镜内检验内外曲面全部合格；
如表1中的中高温性能完全满足企业标准规定，也远远超过欧盟标准的规定，进一步说明在中高温下的性能是良好的，基本上是标准的规定的一倍。
中高温性能实测与国内外标准数据对比如表1所示；
Figure BDA0002838659750000061
综上所述，通过严格控制其化学成分、合理的安排钢管生产工艺、严格的控制成品热处理制度，虽然此双牌号的成本提高了10％左右，但理论上提高了换热器设备的使用寿命，从而提高了生产效率，节约了资源，进一步为今后的降低成本奠定了良好基础。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高性能不锈钢钢管，其特征在于：该不锈钢钢管由以下质量分数的各组分组成：0.025％-0.028％C、0.020-0.030％P、≤0.020％S、9％-10％Ni、18.5％-20％Cr、≤0.30％Cu、0.05-0.10％N。
2.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管，其特征在于：Cr使用304LD的Cr，或使用316LD的Cr，且其质量分数为16.5％-18.5％。
3.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管，其特征在于：Cr使用304LD的Ni，或使用316LD的Ni，且其质量分数为11％-14％。
4.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于，该制造工艺包括以下步骤：
步骤一、管坯加工；
步骤二、管坯加热；
步骤三、管坯穿孔；
步骤四、酸洗；
步骤五、检验修磨；
步骤六、冷轧；
步骤七、去油；
步骤八、热处理；
步骤九、矫直酸洗；
步骤十、打头、润滑、冷拔；
步骤十一、二次去油；
步骤十二、二次热处理；
步骤十三、矫直、切管、酸洗；
步骤十四、理化检验，无损检测，包装入库。
5.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于：对于冷拔后内径≤12mm，长度≥5m与内径≤20mm，长度≥10m的管子应先切头，后去油。
6.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于：304L和316L一般奥氏体钢管控制温度为：1070-1080℃。
7.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于：该高性能不锈钢钢管的RM为560-630MPa，Rp0.2为290-350MPa，延伸率：45-55％，晶粒度：7-7.5级。
8.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于：该高性能不锈钢钢管定位规格为19(25)×2×6000mm。
9.根据权利要求1所述的一种高性能不锈钢钢管的制造工艺，其特征在于：所述N的抗拉强度相差10-20MPa。
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