專利名稱:一種合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明為一種化工設(shè)備及動(dòng)力鍋爐等的管道所使用的高溫機(jī)械性能及耐腐蝕性良好的合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法,這種合金鋼管不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能,而且還具有良好的沖擊韌性高和穩(wěn)定的持久塑性及熱強(qiáng)性能。
背景技術(shù):
一般,合金鋼無縫鋼管是作為石油裂化裝置爐管、高溫過熱器管、再熱器用鋼管、核電站熱交換器、鍋爐管道以及高溫集箱的蒸汽管道使用。特別是發(fā)電站、能源以及化工等行業(yè)急需的產(chǎn)品之一,也是高附加值、高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品。在動(dòng)力鍋爐中用作過熱器、再熱器及主蒸氣管道使用,而在石化工業(yè)的裂化、抗硫、加氫等工藝裝置中也獲得廣泛應(yīng)用。
目前,我國(guó)的合金鋼無縫鋼管主要依賴進(jìn)口,其制造的難點(diǎn)在于由材料化學(xué)成份的偏差產(chǎn)生的耐熱和耐腐蝕性能低下,在穿孔、連續(xù)軋制、定減徑軋制、熱處理及矯直等制造工藝中極易使合金鋼無縫鋼管出現(xiàn)變形不均、裂紋、折迭、離層及表面氧化等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法,適應(yīng)化工設(shè)備及動(dòng)力鍋爐等的管道所使用的良好的高溫機(jī)械性能及耐腐蝕性的鋼管,以滿足火力發(fā)電站、核能發(fā)電站、石油裂化設(shè)備以及化工壓力容器等的蒸汽管、過熱器管、再熱器管的耐高溫、高壓和腐蝕的需要。該合金鋼無縫鋼管為T5鋼級(jí)無縫鋼管,生產(chǎn)和檢驗(yàn)執(zhí)行美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種合金鋼無縫鋼管,所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份(重量%)為C≤0.12,Si≤0.30,Mn 0.30~0.60,Cr 4.00~6.00,Cu≤0.20,P<0.025,S<0.020,余量為Fe。
所述無縫鋼管的生產(chǎn)方法包括以下步驟首先,所述合金鋼無縫鋼管選用海綿鐵和廢鋼做為煉鋼原料,用電弧爐熔化成鋼水,經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后,獲得所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份;然后,經(jīng)連鑄機(jī)連鑄成圓形管坯,將冷卻后的連鑄管坯在加熱爐內(nèi)加熱,爐溫為1260~1280℃,將所述連鑄管坯熱軋成合金鋼無縫鋼管后,進(jìn)行熱處理在溫度為920~960℃用光亮正火爐正火,在溫度為680~690℃回火;然后,在溫度為500℃-550℃進(jìn)行熱矯直。
經(jīng)熱處理后,所述合金鋼無縫鋼管的機(jī)械性能按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求取樣和制樣,其力學(xué)性能達(dá)到的指標(biāo)如下屈服強(qiáng)度(σS)≥195MPa;抗拉強(qiáng)度(σb)≥390MPa;延伸率A%≥22%;硬度≤187HB;沖擊功最小值按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,≥92J;壁厚偏差≤±12.0t%(t為無縫鋼管的壁厚);外徑偏差≤±1.0d%(d為無縫鋼管的直徑)。
本發(fā)明的效果是所述合金鋼無縫鋼管材料的熱穩(wěn)定性好,具有良好的沖擊韌性、穩(wěn)定的持久塑性、高的熱強(qiáng)性能及耐腐蝕性能,其屈服強(qiáng)度不低于195MPa。通過采用特殊的熱處理及矯直工藝,使所述合金鋼無縫鋼管體的機(jī)械性能、抗蠕變強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的水平,在其運(yùn)行的壓力與溫度范圍內(nèi),有充足的安全裕度,同時(shí)能滿足管體的抗氧化與抗腐蝕的要求。通過控制管體的幾何尺寸、殘余應(yīng)力、形狀偏差以及化學(xué)成份,能夠保證管體的機(jī)械性能、耐高溫和耐腐蝕性能。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法加以說明。
一種具有耐高溫及腐蝕的合金鋼無縫鋼管,所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份(重量%)為C≤0.12,Si≤0.30,Mn 0.30~0.60,Cr 4.00~6.00,Cu≤0.20,P<0.025,S<0.020,余量為Fe。
所述合金鋼無縫鋼管的機(jī)械性能按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求取樣和制樣所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為屈服強(qiáng)度(σS)195MPa;抗拉強(qiáng)度(σb)≥390MPa;延伸率A%≥22%;硬度≤187HB沖擊功最小值按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,≥92J;壁厚偏差≤±12.0t%(t為無縫鋼管的壁厚);外徑偏差≤±1.0d%(d為無縫鋼管的直徑)。
所提供的上述無縫鋼管的生產(chǎn)方法,包括以下步驟首先,所述合金鋼無縫鋼管選用海綿鐵和廢鋼做為煉鋼原料,用電弧爐熔化成鋼水,經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后,獲得所述合金鋼無縫鋼管所述的化學(xué)成份,連鑄成圓形管坯。
然后,經(jīng)連鑄機(jī)連鑄成圓形管坯,將冷卻后的連鑄管坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱,爐溫為1260~1280℃,在溫度為1250~1260℃熱定心,在溫度為1200~1240℃熱穿孔,在溫度為1000~1150℃連續(xù)延伸軋制,經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長(zhǎng)鋸切、矯直、探傷、檢驗(yàn)后,將所述連鑄管坯熱軋成合金鋼無縫鋼管后,進(jìn)行熱處理在溫度為920~960℃用光亮正火爐正火(防止鋼管表面氧化),在溫度為680~690℃回火。
然后,在溫度為500℃-550℃進(jìn)行熱矯直。然后在溫度為500℃-?℃以上溫度進(jìn)行熱矯直,最后探傷。
所述正火采用光亮正火爐,回火采用空冷。
下面通過實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程。
實(shí)施例按所述合金鋼無縫鋼管的成份和方法生產(chǎn)出合金鋼無縫鋼管(Φ114.3×13.49mm),其化學(xué)成份及工藝參數(shù)如下所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份(重量%)為C≤0.12,Si≤0.30,Mn0.30~0.60,Cr 4.00~6.00,Cu≤0.20,P<0.025,S<0.020,余量為Fe。
采用海綿鐵和廢鋼做煉鋼原料,用電弧爐中熔化成鋼水,經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后,獲得如上所述化學(xué)成份,連鑄成圓坯。將冷卻后的連鑄坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱,爐溫為1260~1280℃,在溫度為1250~1260℃熱定心,在溫度為1200~1240℃熱穿孔,在溫度為1000~1150℃連續(xù)延伸軋制,經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長(zhǎng)鋸切、矯直、探傷后,進(jìn)行熱處理在溫度為920~960℃用光亮熱處理爐正火(防止鋼管表面氧化),在溫度為680~690℃回火,然后在溫度為580~610℃熱定徑,在溫度為500℃-550℃時(shí)進(jìn)行熱矯直,最后探傷。
經(jīng)熱處理后,所述合金鋼無縫鋼管的力學(xué)性能達(dá)到的指標(biāo)如下屈服強(qiáng)度(σS)425MPa;抗拉強(qiáng)度(σb)≥550MPa;延伸率A%≥23%;硬度≤185HB沖擊功最小值按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,≥107J;壁厚偏差≤±(3.5~6)%(d為無縫鋼管的直徑);外徑偏差≤±0.50%(t為無縫鋼管的壁厚)。
所述合金鋼無縫鋼管已成功在黑龍江省某鍋爐廠實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,使用效果很好。
本發(fā)明為一種化工設(shè)備及動(dòng)力鍋爐等的管道所使用的高溫機(jī)械性能及耐腐蝕性良好的合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法,這種合金鋼管不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能,而且還具有良好的沖擊韌性高和穩(wěn)定的持久塑性及熱強(qiáng)性能。一般,作為石油裂化裝置爐管、高溫過熱器管、再熱器用鋼管、核電站熱交換器、鍋爐管道以及高溫集箱的蒸汽管道使用。
權(quán)利要求
1.一種具有耐高溫及腐蝕的合金鋼無縫鋼管,其特征是所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份(重量%)為C≤0.12,Si≤0.30,Mn 0.30~0.60,Cr 4.00~6.00,Cu≤0.20,P<0.025,S<0.020,余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有耐高溫及腐蝕的合金鋼無縫鋼管,其特征是所述合金鋼無縫鋼管的機(jī)械性能按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求取樣和制樣所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為屈服強(qiáng)度(σS)195MPa;抗拉強(qiáng)度(σb)≥390MPa;延伸率A%≥22%;硬度≤187HB;沖擊功最小值按美國(guó)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,≥92J;壁厚偏差≤±12.0t%(t為無縫鋼管的壁厚);外徑偏差≤±1.0d%(d為無縫鋼管的直徑)。
3.一種按權(quán)利要求1所述合金鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法,所述生產(chǎn)方法包括以下步驟首先,所述合金鋼無縫鋼管選用海綿鐵和廢鋼做為煉鋼原料,用電弧爐熔化成鋼水,經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后,獲得所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份;然后,經(jīng)連鑄機(jī)連鑄成圓形管坯,將冷卻后的連鑄管坯在加熱爐內(nèi)加熱,爐溫為1260~1280℃,將所述連鑄管坯熱軋成合金鋼無縫鋼管后,進(jìn)行熱處理在溫度為920~960℃用光亮正火爐正火,在溫度為680~690℃回火;然后,在溫度為500℃-550℃進(jìn)行熱矯直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征是所述正火采用光亮正火爐,回火采用空冷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合金鋼無縫鋼管,所述合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成份(重量%)為C≤0.12,Si≤0.30,Mn 0.30~0.60,Cr 4.00~6.00,Cu≤0.20,P<0.025,S<0.020,余量為Fe。還提供一種合金鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的效果是所述合金鋼無縫鋼管材料的熱穩(wěn)定性好,具有良好的沖擊韌性、穩(wěn)定的持久塑性、高的熱強(qiáng)性能及耐腐蝕性能,其屈服強(qiáng)度不低于195MPa。通過采用特殊的熱處理及矯直工藝,使所述合金鋼無縫鋼管體的機(jī)械性能、抗蠕變強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的水平,在其運(yùn)行的壓力與溫度范圍內(nèi),有充足的安全裕度,同時(shí)能滿足管體的抗氧化與抗腐蝕的要求。通過控制管體的幾何尺寸、殘余應(yīng)力、形狀偏差以及化學(xué)成份,能夠保證管體的機(jī)械性能、耐高溫和耐腐蝕性能。
文檔編號(hào)C21D1/26GK1775982SQ20051001638
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者付繼成, 李連進(jìn) 申請(qǐng)人:天津鋼管集團(tuán)有限公司