本发明涉及不锈钢管生产技术领域，尤其是一种管道工程用大口径薄壁无缝不锈钢生产工艺。
背景技术：
在现有技术中，生产大口径薄壁无缝不锈钢管主要采用以下几种生产工艺：第一种，轧管机组供坯+斜轧扩径机；第二种，轧管机组供坯+整体加热拉拔式热扩机；第三种，轧管机组供坯+分段加热顶推式扩径机，第四种，轧管机组供坯+内镗外拔机加工+整体加热拉拔式热扩机。
其中，第一种工艺是一种将连铸圆坯经由mpm限动芯棒连轧管机组轧制成管坯，再经由斜轧扩径机扩制为成品的生产工艺。该工艺是现代生产大口径中薄壁无缝钢管（针对外径/壁厚≤48的规格）的最佳方法，然而，该工艺具有前期投资大、生产成本高、建设周期长等特点。此外，该工艺也有它的局限性，其生产的钢管壁厚偏差最好只能达到±12.5%，且钢管内外表面质量差。
第二种和第三种工艺具有生产工艺简便、成本低的特点，然而，该工艺制得的钢管几何尺寸精度及内外表面质量差。
第四种工艺适合生产对几何尺寸精度有一定要求的特薄壁管，然而，其具有生产工艺复杂、效率低、金属损耗大、成材率低、成本高等不足。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种管道工程用大口径薄壁不锈钢管生产工艺，能够使得生产工艺简化、效率高，且能降低成本，能生产出符合要求的不锈钢管。
为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：本发明所涉及的一种管道工程用大口径薄壁不锈钢管生产工艺，依次包括如下步骤：
步骤a、对不锈钢管坯进行脱脂、固溶热处理；
步骤b、对步骤a处理后的不锈钢管进行加热，加热至950～1100℃，采用拉拔式扩管机组对对步骤a处理后的不锈钢管进行扩径；
所述的扩径采用小变量多道次的方式；所述的小变量是指每道次扩径量控制在小于35mm的范围，并同时确保扩径后的不锈钢管的任一截面的外径公差为±0.75%、壁厚公差为±12.5%；所述的多道次是指重复2～5次步骤b对不锈钢管进行扩径；
步骤c、对经过多次扩径后的不锈钢管进行第一次矫直；
步骤d、对经过第一次矫直的不锈钢管内、外表面进行整体修磨，并控制修磨量为1～1.2mm；
步骤e、对步骤c处理后的不锈钢管进行超声波探伤检验；
步骤f、对探伤合格的不锈钢管进行酸洗、水洗、磷化和润滑；
步骤g、采用精密液压拉拔机对步骤f处理后的不锈钢管进行多次拉拔，制备大口径薄壁不锈钢管的外径为600～800mm，并控制不锈钢管的外径与壁厚的比值在60～85；每次拉拔时拉拔速度为0.5～2.5m/min，液压压力为5～8mpa，将减壁量控制在1.8～2.2mm，减径量控制在5～9mm；所述大口径薄壁不锈钢管的外径与壁厚的比值为55～75；
步骤h、对步骤g处理后的不锈钢管进行脱脂、固溶热处理；
步骤i、对步骤h处理后的不锈钢管进行第二次矫直、切管、酸洗、检验，最后喷标入库。
作为上述方案的进一步说明，步骤f和i中，所述的酸洗是将不锈钢管浸入酸洗槽中，酸洗槽中预先注入了酸洗液，酸洗温度为为室温，酸洗时间为30～60min，酸洗结束后取出不锈钢管用水冲洗干净即可；所述的酸洗液包括浓度98%的浓硫酸、过硫酸铵、氟化钾、8～羟基喹啉、氯化钠、硫脲、十二烷基苯磺酸钠和去离子水；其中，98%的浓硫酸的质量百分比为10～20%，过硫酸铵的质量百分比为3～5%，氟化钾的质量百分比为3～4%，8～羟基喹啉的质量百分比为1～1.5%，氯化钠的质量百分比为0.3～0.5%，硫脲的质量百分比为0.1～0.3%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为0.05～0.1%，余量为去离子水。
作为上述方案的进一步说明，步骤a中，所述的脱脂处理中所使用的脱脂溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠；所述氢氧化钠的含量为60～80g/l，所述碳酸钠的含量为60～80g/l，所述磷酸三钠的的含量为80～100g/l，余量为去离子水；脱脂处理的温度为60～80℃，脱脂处理时间为240min。
作为上述方案的进一步说明，步骤a和步骤h中，所述的固溶热处理，是将不锈钢放入至1100℃的固溶处理炉中，放置30～60min，取出后放入冷水中冷却至室温；所述的的固溶处理炉中充有氮气与氢气的混合气体，氮气与氢气的体积比为1：2～1：3。
作为上述方案的进一步说明，步骤f中，所述的磷化是将不锈钢放入磷化液中浸蚀10～15min，取出后用水清洗；所述的磷化液包括磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌；所述的磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌的质量比为1：0.25～0.6：0.25～0.6：1.2～1.4。
作为上述方案的进一步说明，所述的的不锈钢管坯的外径为350mm，壁厚为5～15mm。
作为上述方案的进一步说明，于，所述的不锈钢材料为300系不锈钢。
本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种管道工程用大口径薄壁无缝不锈钢管生产工艺，能够提供一种工艺简单、生产成本低且生产出的不锈钢管能够满足管道工程施工要求。且本发明的生产工艺还具有损耗少、适于在批量生产的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一
本实施例所涉及的一种管道工程用大口径薄壁不锈钢管生产工艺，依次包括如下步骤：
步骤a、对不锈钢管坯进行脱脂、固溶热处理；所选用的不锈钢材质为300系不锈钢，具体为316l。
脱脂处理中所使用的脱脂溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠；所氢氧化钠的含量为60g/l，碳酸钠的含量为60g/l，磷酸三钠的的含量为80g/l，余量为去离子水；脱脂处理的温度为60℃，脱脂处理时间为240min。
固溶热处理，是将不锈钢放入至1100℃的固溶处理炉中，放置30min，取出后放入冷水中冷却至室温；所述的的固溶处理炉中充有氮气与氢气的混合气体，氮气与氢气的体积比为1：2。
步骤b、对步骤a处理后的不锈钢管进行加热，加热至950℃，采用拉拔式扩管机组对对步骤a处理后的不锈钢管进行扩径；不锈钢管坯的外径为350mm，壁厚为5～15mm。
此步骤中扩径采用小变量多道次的方式；小变量是指每道次扩径量控制在小于35mm的范围，并同时确保扩径后的不锈钢管的任一截面的外径公差为±0.75%、壁厚公差为±12.5%；多道次是指重复2次步骤b对不锈钢管进行扩径。
步骤c、对经过多次扩径后的不锈钢管进行第一次矫直。
步骤d、对经过第一次矫直的不锈钢管内、外表面进行整体修磨，并控制修磨量为1～1.2mm。在经过热扩径处理之后，由于加热而在钢管内表面形成了厚度较厚且附着紧密的氧化层，并且在热扩径过程中，氧化层脱落后会嵌入内壁，形成大小不一的凹坑，这些均会严重影响精拔工序的进行，因此，采取内外表面整体修磨工艺，修磨量控制可以在0.8mm，从而能够清除管坯外表面氧化皮以及内表面的划伤、麻坑等缺陷。
步骤e、对步骤c处理后的不锈钢管进行超声波探伤检验；精拔冷变形过程对管坯的缺陷有放大效应，即使是细微的缺陷也会造成钢管表面缺陷，因此对管坯表面质量的控制至关重要，精拔前应对管坯按gb/t5777中l2当量进行超声波探伤预检，探伤合格后方可进行精拔工序。
步骤f、对探伤合格的不锈钢管进行酸洗、水洗、磷化和润滑。
酸洗是将不锈钢管浸入酸洗槽中，酸洗槽中预先注入了酸洗液，酸洗温度为为室温，酸洗时间为30min，酸洗结束后取出不锈钢管用水冲洗干净即可；所述的酸洗液包括浓度98%的浓硫酸、过硫酸铵、氟化钾、8～羟基喹啉、氯化钠、硫脲、十二烷基苯磺酸钠和去离子水；其中，98%的浓硫酸的质量百分比为10%，过硫酸铵的质量百分比为3%，氟化钾的质量百分比为3%，8～羟基喹啉的质量百分比为1%，氯化钠的质量百分比为0.3%，硫脲的质量百分比为0.1%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为0.05%，余量为去离子水。
磷化是将不锈钢放入磷化液中浸蚀10min，取出后用水清洗；所述的磷化液包括磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌；所述的磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌的质量比为1：0.25：0.25：1.2。
步骤g、采用精密液压拉拔机对步骤f处理后的不锈钢管进行多次拉拔，制备大口径薄壁不锈钢管的外径为600mm，并控制不锈钢管的外径与壁厚的比值在60；每次拉拔时拉拔速度为0.5m/min，液压压力为5mpa，将减壁量控制在1.8mm，减径量控制在5mm；所述大口径薄壁不锈钢管的外径与壁厚的比值为55；
步骤h、对步骤g处理后的不锈钢管进行脱脂、固溶热处理；
步骤i、对步骤h处理后的不锈钢管进行第二次矫直、切管、酸洗、检验，最后喷标入库。
实施例二
本实施例所涉及的一种管道工程用大口径薄壁不锈钢管生产工艺，依次包括如下步骤：
步骤a、对不锈钢管坯进行脱脂、固溶热处理；所选用的不锈钢材质为300系不锈钢，具体为316l。
脱脂处理中所使用的脱脂溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠；所氢氧化钠的含量为80g/l，碳酸钠的含量为80g/l，磷酸三钠的的含量为100g/l，余量为去离子水；脱脂处理的温度为80℃，脱脂处理时间为240min。
固溶热处理，是将不锈钢放入至1100℃的固溶处理炉中，放置60min，取出后放入冷水中冷却至室温；所述的的固溶处理炉中充有氮气与氢气的混合气体，氮气与氢气的体积比为1：3。
步骤b、对步骤a处理后的不锈钢管进行加热，加热至91100℃，采用拉拔式扩管机组对对步骤a处理后的不锈钢管进行扩径；不锈钢管坯的外径为350mm，壁厚为15mm。
此步骤中扩径采用小变量多道次的方式；小变量是指每道次扩径量控制在小于35mm的范围，并同时确保扩径后的不锈钢管的任一截面的外径公差为±0.75%、壁厚公差为±12.5%；多道次是指重复5次步骤b对不锈钢管进行扩径。
步骤c、对经过多次扩径后的不锈钢管进行第一次矫直。
步骤d、对经过第一次矫直的不锈钢管内、外表面进行整体修磨，并控制修磨量为1～1.2mm。在经过热扩径处理之后，由于加热而在钢管内表面形成了厚度较厚且附着紧密的氧化层，并且在热扩径过程中，氧化层脱落后会嵌入内壁，形成大小不一的凹坑，这些均会严重影响精拔工序的进行，因此，采取内外表面整体修磨工艺，修磨量控制可以在01.6mm，从而能够清除管坯外表面氧化皮以及内表面的划伤、麻坑等缺陷。
步骤e、对步骤c处理后的不锈钢管进行超声波探伤检验；精拔冷变形过程对管坯的缺陷有放大效应，即使是细微的缺陷也会造成钢管表面缺陷，因此对管坯表面质量的控制至关重要，精拔前应对管坯按gb/t5777中l2当量进行超声波探伤预检，探伤合格后方可进行精拔工序。
步骤f、对探伤合格的不锈钢管进行酸洗、水洗、磷化和润滑。
酸洗是将不锈钢管浸入酸洗槽中，酸洗槽中预先注入了酸洗液，酸洗温度为为室温，酸洗时间为60min，酸洗结束后取出不锈钢管用水冲洗干净即可；所述的酸洗液包括浓度98%的浓硫酸、过硫酸铵、氟化钾、8～羟基喹啉、氯化钠、硫脲、十二烷基苯磺酸钠和去离子水；其中，98%的浓硫酸的质量百分比为20%，过硫酸铵的质量百分比为5%，氟化钾的质量百分比为4%，8～羟基喹啉的质量百分比为1.5%，氯化钠的质量百分比为0.5%，硫脲的质量百分比为0.3%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为0.1%，余量为去离子水。
磷化是将不锈钢放入磷化液中浸蚀15min，取出后用水清洗；所述的磷化液包括磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌；所述的磷酸二氢锌、磷酸锌、硝酸锌、亚硝酸锌的质量比为1：0.6：0.6：1.4。
步骤g、采用精密液压拉拔机对步骤f处理后的不锈钢管进行多次拉拔，制备大口径薄壁不锈钢管的外径为4800mm，并控制不锈钢管的外径与壁厚的比值在85；每次拉拔时拉拔速度为2.5m/min，液压压力为8mpa，将减壁量控制在2.2mm，减径量控制在9mm；所述大口径薄壁不锈钢管的外径与壁厚的比值为75；
步骤h、对步骤g处理后的不锈钢管进行脱脂、固溶热处理；
步骤i、对步骤h处理后的不锈钢管进行第二次矫直、切管、酸洗、检验，最后喷标入库。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。