一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管及其加工工艺的制作方法

本发明涉及无缝刚管领域，具体为一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管及其加工工艺。

背景技术：

1、无缝钢管分热轧和冷轧(拨)无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧(拨)无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。无缝钢管具有中空截面，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。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，广泛用于制造结构件和机械零件，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，已广泛用钢管来制造。

2、我国能源匮乏，能源结构不合理的状况，已明显制约经济规模和经济的持续高速发展。我国油气资源多数具有高硫、高h2s的特征，一些气油的h2s含量1.2～7.8g/m3，还含有co2在1.25～4.57g/m3。管线钢在含有h2s、co2及水份的油气环境中，因h2s解离和h2co3腐蚀而产生的氢，侵入钢内并在非金属夹杂物和偏析带聚集，从而形成氢致鼓泡，以致开裂。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管及其加工工艺。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，所述碳素合金小口径无缝钢管包括以下化学成份c：≤0.14、si：≤0.40、mn：≤1.35、p：≤0.030、s:≤0.020；余量为fe及不可避免的其它杂质，所述碳素合金小口径无缝钢管的外径为48.05mm，所述碳素合金小口径无缝钢管的壁厚为5.2mm。

5、为了保证本设备的尺寸要求，本发明改进有，所述碳素合金小口径无缝钢管的外径的外径公差为±0.2mm，所述碳素合金小口径无缝钢管的壁厚公差为±10％。

6、为了保证碳当量的要求，本发明改进有，所述碳素合金小口径无缝钢管的碳当量(cev)为0.21-0.42，所述碳素合金小口径无缝钢管的冷裂纹系数(pcm)为0.16-0.19，所述碳素合金小口径无缝钢管的碳当量(cev)实测值为0.21，所述碳素合金小口径无缝钢管的冷裂纹系数(pcm)实测值为0.16。

7、为了保证本设备的使用抢断，本发明改进有，所述碳素合金小口径无缝钢管的屈服强度(y.s.)为245-345，所述碳素合金小口径无缝钢管的抗拉强度(t.s.)为≥415，所述碳素合金小口径无缝钢管的伸长率(el)为≥24，所述碳素合金小口径无缝钢管的屈服强度(y.s.)实测值为310，所述碳素合金小口径无缝钢管的抗拉强度(t.s.)实测值为470，所述碳素合金小口径无缝钢管的伸长率(el)为36。

8、为了保证本设备抗hic的性能，本发明改进有，所述碳素合金小口径无缝钢管的实测化学成份为c：0.10、si：0.30、mn：0.44、p：0.008、s:0.002；余量为fe及不可避免的其它杂质。

9、本发明中能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管的加工工艺，包括以下步骤：

10、步骤一，采用电炉+电渣重熔冶炼工艺，获得所需要化学成分的不锈钢铸锭；

11、步骤二，将步骤一获得的铸锭加热至1100-1300℃进行开坯，获得中间锻坯；

12、步骤三，将步骤二获得的中间锻坯加热至1050-1250℃，通过锻造或轧制方式，获得外径为50-60mm的不锈钢管坯；

13、步骤四，将步骤三获得的不锈钢管坯，打孔定心，加热至1050-1250℃，采用热穿管工艺或热挤压工艺获得外径径为50-55mm，壁厚为5.5-10mm的荒管；

14、步骤五，将所述荒管，采用多道次“冷轧+冷拔”联合工艺生产成品管材：

15、步骤六，采用半自动的表面修磨装置对荒管的表面进行修磨：获得外径为48.05mm，壁厚为5.2mm的管材；

16、步骤七，利用磁粉、涡流、超声波无损探伤相结合的管坯在线检测技术对管材探伤检测，确保管坯的内外品质；

17、步骤八，采用浸染工艺对管材浸涂防腐漆。

18、(三)有益效果

19、与现有技术相比，本发明提供了一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管及其加工工艺，具备以下有益效果：

20、本发明碳素合金小口径无缝钢管对p、s等有害元素含量的要求进行严格调整，同时考虑到使用环境恶劣，引入了碳当量cev的要求，确保了成品的性能，确定碳(c)、硅(si)、锰(mn)、磷(p)以及硫(s)的含量，保证碳当量(cev)以及冷裂纹系数(pcm)符合使用指标，保证碳素合金小口径无缝钢管抗hic的性能，避免本设备在含有h2s、co 2及水份的油气环境中，因h2s解离和h2co 3腐蚀而产生的氢，侵入钢内并在非金属夹杂物和偏析带聚集，容易形成氢致鼓泡，以致开裂。

技术特征：

1.一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管包括以下化学成份c：≤0.14、si：≤0.40、mn：≤1.35、p：≤0.030、s:≤0.020；余量为fe及不可避免的其它杂质，所述碳素合金小口径无缝钢管的外径为48.05mm，所述碳素合金小口径无缝钢管的壁厚为5.2mm。

2.根据权利要求1所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的外径的外径公差为±0.2mm，所述碳素合金小口径无缝钢管的壁厚公差为±10％。

3.根据权利要求2所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的碳当量(cev)为0.21-0.42，所述碳素合金小口径无缝钢管的冷裂纹系数(pcm)为0.16-0.19。

4.根据权利要求3所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的屈服强度(y.s.)为245-345，所述碳素合金小口径无缝钢管的抗拉强度(t.s.)为≥415，所述碳素合金小口径无缝钢管的伸长率(el)为≥24。

5.根据权利要求4所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的实测化学成份为c：0.10、si：0.30、mn：0.44、p：0.008、s:0.002；余量为fe及不可避免的其它杂质。

6.根据权利要求5所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的碳当量(cev)实测值为0.21，所述碳素合金小口径无缝钢管的冷裂纹系数(pcm)实测值为0.16。

7.根据权利要求6所述的一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管，其特征在于，所述碳素合金小口径无缝钢管的屈服强度(y.s.)实测值为310，所述碳素合金小口径无缝钢管的抗拉强度(t.s.)实测值为470，所述碳素合金小口径无缝钢管的伸长率(el)为36。

8.一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及无缝刚管领域，具体为一种能源石化特种碳素合金小口径无缝钢管及其加工工艺，所述碳素合金小口径无缝钢管包括以下化学成份C：≤0.14、Si：≤0.40、Mn：≤1.35、P：≤0.030、S:≤0.020；余量为Fe及不可避免的其它杂质，本发明碳素合金小口径无缝钢管对P、S等有害元素含量的要求进行严格调整，同时考虑到使用环境恶劣，引入了碳当量CEV的要求，确保了成品的性能，确定碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)以及硫(S)的含量，保证碳当量(CEV)以及冷裂纹系数(PCM)符合使用指标，保证碳素合金小口径无缝钢管抗HIC的性能。

技术研发人员：周文庆,范琪
受保护的技术使用者：盛德鑫泰新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19