一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管，以質(zhì)量%計，含有碳（C）：0.04%-0.10%,硅（Si）≤0.75%,錳（Mn）≤2.00%,鉻（Cr）:24.00%-26.00%,鎳（Ni）:19.00%-22.00%,鈮（Nb）:0.20%-0.60%,氮（N）:0.150%-0.350%，磷（P）≤0.030%,硫（S）≤0.015%，剩余部分為鐵（Fe)和雜質(zhì)。通過采用上述技術(shù)方案制造的無縫鋼管耐腐蝕性好，內(nèi)外表面質(zhì)量好，適用于高壓耐熱的特定場合。
【專利說明】一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無縫鋼管【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管及其制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)制造的無縫鋼管技術(shù)含量低，都是采用采購過來的普通荒管經(jīng)過簡單的冷拔(或冷軋)工藝，經(jīng)常規(guī)的固溶熱處理后酸洗交貨，普通的原材料滿足不了特定場合的用途，常規(guī)的制造工藝生產(chǎn)不了特定場合使用的無縫鋼管，其中，固溶熱處理的溫度和保溫時間把握不準，生產(chǎn)出來的鋼管不能承受特定場合的壓力。大多企業(yè)只能生產(chǎn)普通的流體管道、常壓的鍋爐管道，對于特種場合使用的高壓鍋爐不銹耐熱無縫鋼管基本依賴國外進口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種耐腐蝕性好，內(nèi)外表面質(zhì)量好，適用于高壓耐熱的特定場合的高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管，以質(zhì)量 ％ 計，含有碳(c):0.04%-0.10%,硅(Si) ^ 0.75%,錳(Μη) ( 2.00%,鉻(Cr):24.00%-26.00%,鎳(Ni ): 19.00%_22.00%, fg(Nb):0.20%-0.60%,氮(N):0.150%-0.350%，磷(P) ( 0.030%,硫(S) ( 0.015%，剩余部分為鐵(Fe)和雜質(zhì)。
[0005]碳在不銹鋼中對組織的影響主要有兩個方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，另一方面碳和鉻的親和力很大，與鉻形成一系列的復(fù)雜的碳化物，所以從強度和耐腐蝕兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是相互矛盾的，當碳含量規(guī)定在0.04%-0.10%時，既滿足硬度和耐磨性的要求，又兼顧了一定的耐腐蝕功能。硅的含量在小于等于0.75%時，硅能顯著提高不銹鋼的屈服點、抗拉強度。由于錳可以與硫形成高熔點(1600°C)的MnS，一定程度上消除了硫的有害作用，錳具有很好的脫氧能力，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低鋼的脆性，提高鋼的強度和硬度，錳能降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)定性，抵制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫，因此，錳在鋼中是一種有益元素。鎳在規(guī)定的含量中耐腐蝕性明顯改善，鉻是決定不銹鋼的屬性材料，鎳與鉻同時存在于不銹鋼時，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，使不銹鋼的耐腐蝕性和工藝性能大大增強。鈮是強碳化物形成元素，是防止晶間腐蝕而加入不銹鋼中的，鈮還能鈮能提高鋼的熱強性。氮是穩(wěn)定和促進奧氏體元素，在奧氏體鋼中，氮化物的析出呈彌-散分布，產(chǎn)生彌散硬化，提高材料的高溫耐磨性，同時，氮化物一般都是在在晶界上析出，提高了晶界的高溫強度，從而提高了材料的蠕變強度，但是氮量的增加不能超過它在鋼中的溶解度，否則容易產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象，氮含量在0.150%-0.350%最好，不會產(chǎn)生氣泡。
[0006]一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，是對使用上述化學(xué)組成的坯料制管的加工方法，包括以下步驟，[0007]I)對坯料進行第一次酸洗；
[0008]2)對酸洗過的坯料進行修磨、軋拔聯(lián)合、去油；
[0009]3)判斷是否滿足成品要求，如否則進行中間品固溶熱處理、矯直、酸洗并重復(fù)第2
步；
[0010]4)如是則進行成品固溶熱處理、矯直和成品定切；
[0011]5)將成品進行酸洗。
[0012]所述步驟2)中的修磨采用鋼管內(nèi)外表面自動轉(zhuǎn)拋機裝置，在兩條平行線上各裝三臺電機，每臺電機的主軸上固定安裝有砂輪片，砂輪片用電機帶動，共組成了六臺外表面拋光機，在兩條平行線之間另裝一臺電機，該電機上裝一根長軸，并裝上砂輪片，用電機主軸帶動，進行內(nèi)表面拋光。
[0013]所述步驟3)中的固溶處理采用全自動熱處理爐，該爐長30米，爐內(nèi)分為三個區(qū)域段，并在全自動熱處理爐的出爐處設(shè)一個冷卻區(qū)，并制定了具體的熱處理工藝參數(shù)，爐內(nèi)三個區(qū)域段分為預(yù)熱段、加熱段、保溫段，預(yù)熱段的溫度規(guī)定為1000°c -1100°C，加熱段的溫度規(guī)定為1100°C -1150°C，保溫段的溫度規(guī)定為1000°C -1050°c。
[0014]所述步驟5)成品酸洗步驟后還有一個成品檢驗步驟，所述的成品檢驗包括表面檢驗、水壓檢測、渦流探傷、超聲波探傷、晶間腐蝕測試、晶粒度測試、拉力試驗、擴口試驗、壓扁測試、硬度測試、碳硫分析。
[0015]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明公開的一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管，其特征在于:以質(zhì)量％計，含有碳(C):0.04%-0.10%,硅(Si) ( 0.75%,錳(Mn) ( 2.00%,鉻(Cr):24.00%_26.00%,鎳(Ni): 19.00%-22.00%,鈮(Nb): 0.20%_0.60%,氮(N): 0.150%_0.350%,磷(P)≤ 0.030%,硫
(S)< 0.015%，剩余部分為鐵(Fe)和雜質(zhì)。雜質(zhì)為生產(chǎn)加工時必不可少的物質(zhì)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
[0017]碳在不銹鋼中對組織的影響主要有兩個方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，另一方面碳和鉻的親和力很大，與鉻形成一系列的復(fù)雜的碳化物，所以從強度和耐腐蝕兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是相互矛盾的，當碳含量規(guī)定在0.04%-0.10%時，既滿足硬度和耐磨性的要求，又兼顧了一定的耐腐蝕功能。硅的含量在小于等于0.75%時，硅能顯著提高不銹鋼的屈服點、抗拉強度。由于錳可以與硫形成高熔點(1600°C)的MnS，一定程度上消除了硫的有害作用，錳具有很好的脫氧能力，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低鋼的脆性，提高鋼的強度和硬度，錳能降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)定性，抵制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫，因此，錳在鋼中是一種有益元素。鎳在規(guī)定的含量中耐腐蝕性明顯改善，鉻是決定不銹鋼的屬性材料，鎳與鉻同時存在于不銹鋼時，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，使不銹鋼的耐腐蝕性和工藝性能大大增強。鈮是強碳化物形成元素，是防止晶間腐蝕而加入不銹鋼中的，鈮還能鈮能提高鋼的熱強性。氮是穩(wěn)定和促進奧氏體元素，在奧氏體鋼中，氮化物的析出呈彌-散分布，產(chǎn)生彌散硬化，提高材料的高溫耐磨性，同時，氮化物一般都是在在晶界上析出，提高了晶界的高溫強度，從而提高了材料的蠕變強度，但是氮量的增加不能超過它在鋼中的溶解度，否則容易產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象，氮含量在0.150%-0.350%最好，不會產(chǎn)生氣泡。
[0018]一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，是對使用上述化學(xué)組成的坯料制管加工方法，包括以下步驟，
[0019]I)對坯料進行第一次酸洗；
[0020]2)對酸洗過的坯料進行修磨、軋拔聯(lián)合、去油；
[0021]3)判斷是否滿足成品要求，如否則進行中間品固溶熱處理、矯直、酸洗并重復(fù)第2步；
[0022]4)如是則進行成品固溶熱處理、矯直和成品定切；
[0023]5)將成品進行酸洗。
[0024]所述步驟2)中的修磨采用鋼管內(nèi)外表面自動轉(zhuǎn)拋機裝置，在兩條平行線上各裝三臺電機，每臺電機的主軸上固定安裝有砂輪片，砂輪片用電機帶動，共組成了六臺外表面拋光機，在兩條平行線之間另裝一臺電機，該電機上裝一根長軸，并裝上砂輪片，用電機主軸帶動，進行內(nèi)表面拋光。把鋼管放在外表面拋光機上，調(diào)節(jié)六臺外表面拋光機的位置，開啟外表面拋光機的電機，砂輪片轉(zhuǎn)動，自動修磨鋼管外表面，再開啟內(nèi)表面拋光機的電機，使其轉(zhuǎn)動，并把內(nèi)拋光機的砂輪片和主軸放入鋼管內(nèi)孔中，這樣，內(nèi)外表面同時轉(zhuǎn)面，由于砂輪片和鋼管表面是面接觸，鋼管的每個面都能修磨，修磨效率大大提高，勞動力節(jié)省了 65%，修磨質(zhì)量全覆蓋，修磨質(zhì)量大大提高。
[0025]所述步驟3)中的固溶處理采用全自動熱處理爐，該爐長30米，爐內(nèi)分為三個區(qū)域段，并在全自動熱處理爐的出爐處設(shè)一個冷卻區(qū)，并制定了具體的熱處理工藝參數(shù)，爐內(nèi)三個區(qū)域段分為預(yù)熱段、加熱段、保溫段，預(yù)熱段的溫度規(guī)定為1000°c -1100°C，加熱段的溫度規(guī)定為1100°C -1150°C，保溫段的溫度規(guī)定為1000°C -1050°c。固溶熱處理后的耐熱鋼管，力學(xué)性能和工藝性能有了很大提高，其中，屈服點提高了 22%，抗拉強度提高了 18%，延伸率提高了 26%，力學(xué)性能和工藝性能試驗數(shù)值的穩(wěn)定性提高了 39%。
[0026]所述步驟5)成品酸洗步驟后還有一個成品檢驗步驟，所述的成品檢驗包括表面檢驗、水壓檢測、渦流探傷、超聲波探傷、晶間腐蝕測試、晶粒度測試、拉力試驗、擴口試驗、壓扁測試、硬度測試、碳硫分析。
[0027]本發(fā)明的無縫鋼管尤其適用于特定場合，如:超(超)臨界電站鍋爐發(fā)電機組、熱交換器、高壓鍋爐、核電站核安全級等高的壓耐熱特定場合。
[0028]上述實施例對本發(fā)明的具體描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)工程師根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管，其特征在于:以質(zhì)量％計，含有碳(C):0.04%-0.10%,硅(Si) ( 0.75%,錳(Mn) ( 2.00%,鉻(Cr): 24.00%_26.00%,鎳(Ni): 19.00%-22.00%,鈮(Nb):0.20%_0.60%,氮(N):0.150%_0.350%，磷(P)≤ 0.030%,硫(S)( 0.015%，剩余部分為鐵(Fe)和雜質(zhì)。
2.一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，其特征在于:是對使用具有權(quán)利要求1所述化學(xué)組成的坯料制管的加工方法，包括以下步驟， 1)對坯料進行第一次酸洗； 2)對酸洗過的坯料進行修磨、軋拔聯(lián)合、去油； 3)判斷是否滿足成品要求，如否則進行中間品固溶熱處理、矯直、酸洗并重復(fù)第2步； 4)如是則進行成品固溶熱處理、矯直和成品定切； 5)將成品進行酸洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，其特征在于:所述步驟2)中的修磨采用鋼管內(nèi)外表面自動轉(zhuǎn)拋機裝置，在兩條平行線上各裝三臺電機，每臺電機的主軸上固定安裝有砂輪片，砂輪片用電機帶動，共組成了六臺外表面拋光機，在兩條平行線之間另裝一臺電機，該電機上裝一根長軸，并裝上砂輪片，用電機主軸帶動，進行內(nèi)表面拋光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，其特征在于:所述步驟3)中的固溶處理采用全自動熱處理爐，該爐長30米，爐內(nèi)分為三個區(qū)域段，并在全自動熱處理爐的出爐處設(shè)一個冷卻區(qū)，并制定了具體的熱處理工藝參數(shù)，爐內(nèi)三個區(qū)域段分為預(yù)熱段、加熱段、保溫段，預(yù)熱段的溫度規(guī)定為1000°C -1100°C，加熱段的溫度規(guī)定為1100°C _1150°C，保溫段的溫度規(guī)定為1000°C -1050°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高壓鍋爐用不銹耐熱無縫鋼管制造方法，其特征在于:所述步驟5)成品酸洗步驟后還有一個成品檢驗步驟，所述的成品檢驗包括表面檢驗、水壓檢測、渦流探傷、超聲波探傷、晶間腐蝕測試、晶粒度測試、拉力試驗、擴口試驗、壓扁測試、硬度測試、碳硫分析。
【文檔編號】C23G3/04GK103710643SQ201310713597
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】夏家波, 姜蘭芬, 王爵東 申請人:安徽浙南精密管業(yè)有限公司