专利名称：一种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，特别是涉及超级双相钢无缝不锈钢钢管的制造方法。
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。SAF2507 (UNS S32750)是由25%铬，4%钼和7%的镍构成的超级双相钢无缝不锈钢管，具有极高的耐腐蚀性，在一些介质中，如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。它的强度及抗腐蚀能力较强，主要用于化学加工、石油化工和海底设备。它具有较强的抗氯化物腐蚀能力，较高的导热性和较低的热膨胀系数。较高的铬、钼及镍含量使它具有很高的抗斑蚀、裂缝及一般腐蚀的能力。它的冲击强度也很高。
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，使其力学性能达到抗拉强度Rm彡800Mpa，规定非比例延伸强度Ι ρα2彡550Mpa,断后伸长率A ^15%, 洛氏硬度HRC ( 32。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，用于制造超级双相钢无缝不锈钢钢管，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，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2
止
少；4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；5)将成品进行酸洗；所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1025°C至1125°C之间， 其中，中间品固溶热处理的温度介于1040°C至1125°C之间；成品固溶热处理的温度介于 1025°C 至 1120°C 之间。作为本发明一个较佳实施例，所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度为 1060 0C ο
3
作为本发明一个较佳实施例，所述的超级双相钢无缝不锈钢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0.50%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 ；重量百分比介于对.0%至洸.0%的Cr ；重量百分比介于6.0%至8.0%的Ni ；重量百分比介于3.0%至5.0%的Mo ；重量百分比介于0. %至0.32%的N;重量百分比为不超过0.50%的Cu。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. 15-1. 55。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5% -8%氢氟酸和 15% -18%硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60°C。。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。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、固溶热处理、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，使其力学性能达到抗拉强度Rm ^ SOOMpa,规定非比例延伸强度Rptl 2彡550Mpa，断后伸长率A彡15%，洛氏硬度HRC彡32。
附图1为本发明实施例的流程图。
具体实施例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SOl指对原料进行检验，包含尺寸检验、表面检验、质量检验、成份检验等。第一次酸洗S02，酸洗处理中的酸洗液采用5% -8%氢氟酸和15% -18%硝酸， 其余的为水，酸洗温度控制在20-60°C。此酸洗能去掉表面形成的氧化层，对不锈钢表面进行钝化处理，在内外表面生成已成氧化物保护膜，赋予钢管耐蚀性，表面粗糙度能达到 Ra ( 1. OOum。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. 15-1. 55，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、轧延厚度均勻；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。中间品固溶热处理S07指将中间品加热至介于1040°C至1125°C之间，最佳温度为 1060°C，此温度能使其力学性能达到标准要求的1. 1-1. 2倍，中间品比成品固溶温度稍高一些，保温时间长些，保持一定的时间后，快速冷却到室温的操作。在此温度下进行固溶热处理，有助于提升钢管的品质。经过中间品固溶热处理步骤后，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5% -8%氢氟酸和15% -18%硝酸，其余的为水， 酸洗温度控制在20-60°C，对钢管进行酸洗。此酸洗能去掉表面形成的氧化层，对不锈钢表面进行钝化处理，在内外表面生成已成氧化物保护膜，赋予钢管耐蚀性，表面粗糙度能达到 Ra 彡 1.OOum。成品固溶热处理S10，成品固溶热处理SlO是将无缝钢管加热至介于1025°C至 1020°C之间，最佳温度为1060°C，此温度能使其力学性能达到标准要求的1. 1-1. 2倍，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固溶热处理后，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Sll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， 并且在钢管内外表面生成一层致密的氧化物保护膜。因为在成品定切SlO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、压扁测试、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UNS S32750的不锈钢，合金由25%铬，4%钼和7%的镍构成的超复式不锈刚。它的强度及抗腐蚀能力较强，主要用于化学加工、石油化工和海底设备，它具有较强的抗氯化物腐蚀能力，较高的导热性和较低的热膨胀系数。较高的铬、钼及镍含量使它具有很高的抗斑蚀、裂缝及一般腐蚀的能力，它的冲击强度也很高。抗腐蚀能力SAF 2507的较高的铬及钼含量使其对有机酸如甲酸、乙酸等具有较强的抗整体腐蚀的能力。SAF2507合合金对无机酸，尤其是那些包含氯化物的无机酸也具有较强的抗腐蚀能力。和904L相比，SAF2507对稀释的混有氯根离子的硫酸具有更强的抗腐蚀能力。904L是奥氏体状态的合金，专用于抗纯硫酸腐蚀。TP316L等级不能用于盐酸环境中，它可能会遭到局部腐蚀或整体腐蚀。SAF2507可以用于稀释的盐酸环境里，具有较强的抗斑损及抗裂隙腐蚀的能力。晶间腐蚀SAF 2507较低的碳含量大大地降低了在热处理时晶间中的碳化物沉淀的风险，因此，这个合金具有很强的抵抗与碳化物相关的晶间腐蚀的能力。应力腐蚀开裂SAF 2507的复式结构使其具有较强的抗应力腐蚀开裂的能力。由于其较高的合金含量，SAF 2507的抗腐蚀能力及强度均优于2205。蚀损腐蚀测验钢铁产品在含有氯化物的溶液中的抗蚀损腐蚀能力的方法有很多种，实验结果证明了 SAF 2507的卓越的抗蚀损腐蚀的能力。各个等级的测验数据由深灰的颜色表示。裂缝腐蚀裂缝在建筑等方面几乎是不可避免的，这使得不锈钢在氯化物的环境里更易受到腐蚀。SAF 2507具有很强的抗裂缝腐蚀的能力。SAF 2507合金是一种多用途的材料，在许多工业领域都能应用1、石油天然气工业设备；2、离岸平台、热交换器、水下设备、消防设备；3、化学加工工业、器皿与管道业；4、机械部件(高强度、抗腐蚀部件)；5、能源工业FGD系统、工业洗刷系统、吸收塔。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SOl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。本发明中的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1025°C至1125°C 之间，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040°C至1125°C之间；成品固溶热处理的温度介于1025°C至1120°C之间，能细化晶粒，消除应力，提高的韧性及延伸性，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，表面粗糙度Ra≤ 1. OOum,使其力学性能达到抗拉强度Rm ≥ SOOMpa,规定非比例延伸强度 Rp0.2≥550Mpa，断后伸长率A≥15%，洛氏硬度HRC≤32。需要特别提及的是，本实施例中的原料为超级双相钢无缝不锈钢圆棒，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0.50%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 ；重量百分比介于对.0%至洸.0%的Cr ；重量百分比介于6.0%至8.0%的Ni ；重量百分比介于3.0%至5.0%的Mo ；重量百分比介于0. %至0.32%的N;重量百分比为不超过0.50%的Cu。使用超级双相钢无缝不锈钢钢管，使无缝钢管具有较强的抗斑蚀、裂缝及一般腐蚀的能力性能。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SAF2507(UNS S32750)的生产问题，提高产品的成材率和表面质量和技术含量，使其力学性能达到抗拉强度Rm≥800Mpa，规定非比例延伸强度 Rp0.2≥550Mpa，断后伸长率A≥15%，洛氏硬度HRC ≤ 32。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。
权利要求
1.一种无缝钢管的制造方法，用于制造超级双相钢无缝不锈钢钢管，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，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2步；4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；5)将成品进行酸洗；所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1025°C至1125°C之间，其中， 中间品固溶热处理的温度介于1040°C至1125°C之间；成品固溶热处理的温度介于1025°C 至1120°C之间。
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固溶热处理和成品固溶热处理的最佳温度为1060°C。
3.根据权利要求2所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的超级双相钢无缝不锈钢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0. 50%的Si ； 重量百分比为不超过1.0%的胞； 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0%至26. 0%的Cr ； 重量百分比介于6.0%至8.0%的Ni ； 重量百分比介于3.0%至5.0%的Mo ； 重量百分比介于0. 至0. 32%的N ； 重量百分比为不超过0. 50%的Cu。
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. 15-1.55。
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5% -8%氢氟酸和15% -18%硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60°C。
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、硬度试验、碳硫分析等试验。
全文摘要
本发明公开了一种无缝钢管的制造方法，用于制造超级双相钢无缝不锈钢钢管，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，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2步；4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；5)将成品进行酸洗；所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1025℃至1125℃之间，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040℃至1125℃之间；成品固溶热处理的温度介于1025℃至1120℃之间。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，使其力学性能达到抗拉强度Rm≥800Mpa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥550Mpa，断后伸长率A≥15％，洛氏硬度HRC≤32。
文档编号C22C38/44GK102463270SQ20101053414
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者王清明 申请人:苏州贝思特金属制品有限公司