专利名称：核电用碳钢无缝钢管及其生产方法
技术领域：
本发明涉及无缝钢管技术领域，更具体地讲，涉及一种第三代核电用碳钢无缝钢管及其生产方法。
背景技术：
第三代核电机组的设计原则，是在采用第二代核电机组已积累的技术储备和运行经验的基础上，针对其不足之处，进一步采用经过开发验证可行的新技术，以显著改善其安全性和经济性。AP1000的堆芯熔化概率和放射性大量释放概率比现有的第二代核电机组大约低2个量级，充分体现了第三代核电技术的优越性，即一台二代核电机组发生严重事故的风险要相当于100多台第三代核电机组发生严重事故的风险。第三代核电技术采用了很多严重事故预防和缓解措施，以降低堆芯熔化和大量放射性向外释放的概率，将预防和缓解严重事故作为设计基准，将其发生的可能性降到极低，完全满足我国现行核安全法规和国际安全标准的要求。因此，核电管对钢管材料质量要求很高，而且根据用途要求采用不同的无缝钢管，第三代核电机组采用了碳钢无缝钢管，要求无缝钢管具有良好的常温力学性能、常温冲击性能和350°C高温拉伸性能以及高的钢质纯净度，因此需要特殊设计无缝钢管的化学成分。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的之一在于提供一种第三代核电用碳钢无缝钢管，该无缝钢管具有良好的常温力学性能、常温冲击性能和350°C高温拉伸性能，能够满足核电站的技术要求和使用要求。本发明的一方面提供了一种核电用碳钢无缝钢管的生产方法，所述生产方法包括 步骤a、冶炼管坯，所述管坯的化学成分按重量百分比计为C O. 18 O. 22%, Si O. 20 0.35%, Mn O. 45 O. 63%，Cr O O. 10%，Ni O O. 10%，Mo O 0.05%，Cu O O. 10%, As O O. 015%，Sn O O. 010%，P O O. 015%，S O O. 010% 以及余量的 Fe和不可避免的杂质；b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1220 1260°C，控制终轧温度保产品力学性能，终轧温度为860 900°C。优选地，所述管坯的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%，MnO. 55 %, Cr O. 05%，Ni O. 04 %, Mo O. 03%，Cu O. 08%，As O. 012%，Sn O. 008 %，P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的杂质。本发明的另一方面提供了一种核电用碳钢无缝钢管，所述碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C O. 18 O. 22%, Si O. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%,Ni O O. 10%,Mo O O. 05%,Cu O O. 10%,As O 0.015%,Sn O 0.010%，P O O. 015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的杂质。优选地，所述碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%,Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, Mo O. 03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明的有益效果包括提供了一种核电用碳钢无缝钢管，该碳钢无缝钢管的常温力学性能、常温冲击性能和350°C高温拉伸性能以及钢质纯净度，完全满足第三代核电站机组用无缝钢管的技术要求。具体来讲，所述碳钢无缝钢管在常温下的屈服强度不小于325MPa、抗拉强度不小于480MPa、延伸率不小于34%、20°C的冲击功不小于116J，并且其在350°C下的屈服强度不小于215MPa、抗拉强度不小于465MPa、延伸率不小于31%。
具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例来详细描述本发明的核电用碳钢无缝钢管及其生产方法。根据本发明一方面的核电用碳钢无缝钢管的生产方法包括步骤a、冶炼管坯，所 述管坯的化学成分按重量百分比计为C O. 18 O. 22%，Si O. 20 O. 35%，Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%,Ni O O. 10%,Mo O O. 05%,Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0.010%，P ^ 0.015%, S彡O. 010%以及余量的Fe和不可避免的杂质；b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1220 1260°C，控制终轧温度保产品力学性能，终轧温度为860 900°C。优选地，所述管坯的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%，MnO. 55 %, Cr O. 05%，Ni O. 04 %, Mo O. 03%，Cu O. 08%，As O. 012%，Sn O. 008 %，P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的杂质。根据本发明另一方面的核电用碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为CO. 18 O. 22%, Si O. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%, Ni O O. 10%,Mo O 0.05%，Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0·010%，Ρ O 0.015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的杂质。进一步的，为了使钢管纯净度更高，满足钢管使用的常温冲击性能和350°C高温拉伸性能，优选地，所述碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%,Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, Mo O. 03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的杂质。本发明选取的化学成分控制范围是保证无缝钢管的常温冲击性能和350°C高温拉伸性能最佳，C、Mn含量高于化学成分规定的上限，无缝钢管的常温冲击韧性低，延伸率低；C、Mn含量低于化学成分规定的下限，无缝钢管的抗张强度和屈服强度低；Cu含量高辐照引起Cu断裂。因此选择的化学成分范围，既保证核电用碳钢无缝钢管的力学性能，也保证产品的使用性能。核电用碳钢无缝钢管性能要求很高，除要求拉伸力学性能外，增加了冲击韧性和高温性能要求，因此必须控制终轧温度，保证热轧钢管的各项性能满足核电管的使用要求。限制上述终轧温度是为了保证塑性变形在奥氏体区域内完成，冷却相变后形成的铁素体、珠光体均匀，达到正火态组织水平，从而保证核电管的特殊性能要求。如果加热温度大于1260°C，有利于轧管的生产组织顺行，但是终轧温度高，轧后冷却至相变温度的时间长、晶粒粗大，产品性能难于保证；加热温度低于1220°C，终轧温度低，也难于保证产品性能。在本发明的一个示例性实施例中，核电用碳钢无缝钢管的生产方法也可以通过以下方式实现a、冶炼管还冶炼管还,管还的化学成分按重量百分比计为C O. 18 O. 22%,SiO. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%, Ni O O. 10%, Mo O O. 05%, CuO O. 10%, As O O. 015%, Sn O O. 010%，余量为Fe和不可避免的杂质；b、钢管轧制将管坯轧制成无缝钢管，轧制时管坯的出炉温度1220 1260°C，终轧温度为880°C ±20°C。生产上述无缝钢管的其余步骤与常规无缝钢管的生产方法相同。下面将结合具体示例来对本发明进行示例性说明。I、冶炼管坯通过冶炼和连铸，得到示例I至3的管坯。示例I至3的管坯的化学成分如表I所示。表I示例I至3的管坯的化学成分(wt% )
权利要求
1.一种核电用碳钢无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括步骤 a、冶炼管还,所述管还的化学成分按重量百分比计为CO. 18 O. 22%, Si O. 20 0.35%, Mn O. 45 O. 63%，Cr O O. 10%，Ni O O. 10%，Mo O 0.05%，Cu O O.10%, As O O. 015%，Sn O O. 010%，P O O. 015%，S O O. 010% 以及余量的 Fe和不可避免的杂质； b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1220 1260°C，终轧温度为 860 900。。。
2.根据权利要求I所述的核电用碳钢无缝钢管的生产方法，其特征在于，所述管坯的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%, Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, MoO.03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P O. 010%, S O. 008% 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。
3.一种核电用碳钢无缝钢管，其特征在于，所述碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C O. 18 O. 22%,Si O. 20 O. 35%,Mn O. 45 O. 63%,Cr O O. 10%,Ni O O.10%,Mo O 0.05%，Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0·010%，Ρ O 0.015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的核电用碳钢无缝钢管，其特征在于，所述碳钢无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C O. 20%, Si O. 28%, Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, MoO.03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P O. 010%, S O. 008% 以及余量的 Fe 和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述的核电用碳钢无缝钢管，其特征在于，所述碳钢无缝钢管在常温下的屈服强度不小于325MPa、抗拉强度不小于480MPa、延伸率不小于34%、20°C的冲击功不小于116J，并且其在350°C下的屈服强度不小于215MPa、抗拉强度不小于465MPa、延伸率不小于31%。
全文摘要
本发明提供了一种第三代核电用碳钢无缝钢管及其生产方法。所述方法包括a、冶炼管坯，管坯的化学成分按重量百分比计为C0.18～0.22％，Si0.20～0.35％，Mn0.45～0.63％，Cr0～0.10％，Ni0～0.10％，Mo0～0.05％，Cu0～0.10％，As0～0.015％，Sn0～0.010％，P0～0.015％，S0～0.010％以及余量的Fe和不可避免的杂质；b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1220～1260℃，终轧温度为860～900℃。本发明的碳钢无缝钢管的常温力学性能、常温冲击性能和350℃高温拉伸性能以及钢质纯净度，完全满足第三代核电站机组用无缝钢管的技术要求。
文档编号F16L9/02GK102864375SQ201210359279
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者胡茂会, 郭元蓉, 胡铂, 杨文明 申请人:攀钢集团成都钢钒有限公司