專利名稱：：不銹耐熱合金鋼無縫鋼管及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種合金鋼管及其生產方法。
背景技術：
：超超臨界電站鍋爐用管是一種髙性能合金鋼管，它必須具備高溫力學性能、高溫持久強度和抗高溫煙氣腐蝕、抗高溫汽水介質腐蝕的性能，同時還應具備良好的焊接與加工工藝性能。目前，我國對于這種高性能的鍋爐用管尚不能生產，只能依靠進口，進口管不僅價格昂貴，而且資源不足，供貨不及時，因而嚴重制約了我國超超臨界電站鍋爐的生產和發展。
發明內容本發明的目的，是提供一種特別適于超超臨界電站鍋爐用不銹耐熱合金鋼無縫鋼管及其生產方法。本發明的技術解決方案是一種不銹耐熱合金鋼無縫鋼管，其化學成份以重量百分比計為CO.O4~0.10，Si《0.75，Mn".OO,P《0.(J3，S<0.03，Ni17.00~23.00，Cr24.00~26.00,Nb+Ta0.20~0.60，N0.15~0.35，余量為Fe和不可避免的微量元素。所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的室溫機械性能技術指標為屈服強度》295MPa，抗拉強度》655MPa，延伸率A%>30，硬度<256HB/100HRB;金相組織為奧氏體；晶粒度為4~7級。所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，包括以下工藝步驟管坯棒料—驗收—矯直—切頭尾4剝皮—分段—鉆孔—端面加工—修磨—清洗—預熱4一次加熱—潤滑—擴孔—二次加熱一潤滑—擠壓成母管—淬水—矯直—鋸切—酸洗4檢查—冷軋—去油—固溶熱處理一矯直4鋸切—酸洗—無損檢測—精整修磨—成品包裝入庫。所述棒料是釆用"電爐+爐外精煉"生產工藝達到所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的化學成份要求的。所述預熱溫度為800~850€。所述一次加熱的溫度即擴孔溫度控制為1180~1200€。所述二次加熱的溫度即擠壓成母管的溫度控制為1200~1220°C。所述冷軋是采用一道粗軋加一道精軋的兩道次冷軋工藝。所述固溶熱處理的溫度粗軋制的半成品管控制為1100~1150°C，精軋后的成品管控制為1180~12501C。本發明的有益效果是成功地為超超臨界電站鍋爐提供了一種合格的新品種用管，其各項技術指標均達到或超過國家有關技術標準的規定。本發明方法的突出優點是一、采用了"電爐+爐外精煉"生產工藝所生產的管坯棒料，保證了產品化學成份穩定合格；二、采用了熱擠壓+冷軋的無縫鋼管成型先進工藝，先用熱擴孔和熱擠壓兩次變形過程工藝生產母管，具有三向壓應力、大變形量的優點，提高了管子金屬的致密性、細化了晶粒、減小了各向性能差異，且其中管坯捧料加熱釆用"預熱+高溫段快速加熱"工藝，確保了管坯低溫預熱均勻，防止髙溫時的二次污染，減少管坯表面氧化，然后釆用了一道粗軋加一道精軋的兩道次冷軋工藝，保證了成型管表面質量好、尺寸精度高和綜合性能優良；三、鋼管固溶熱處理工藝中，加熱燃料采用清潔的天然氣，可有效防止鋼管在高溫時S、P等有害元素的污染，燃燒方式采用高速燒嘴燃燒，爐內氣氛流動性好，溫度埸均句，并釆用計算機自動控制包括加熱溫度、調控加熱和保溫時間的爐輥速度、爐內氣氛燃燒比和冷卻噴水量等工藝參數，使鋼管固溶熱處理工藝過程準確、穩定、可靠。圖1為本產品鋼管((J)63.4x12)的高溫短時抗拉強度隨溫度變化曲線圖。圖2為本產品鋼管700匸高溫持久曲線圖。具體實施方式下面以實施例對本發明作進一步說明。4—種特別適于超超臨界電站鍋爐用不銹耐熱合金鋼無縫鋼管，所采用的管坯棒料為①210mm，其化學成份以重量百分比計為CO.O4~0.10,Si《0.75,Mn".00,P<0.03,S<0.03，Ni17.00~23.00，Cr24.00~26.00，Nb+Ta0.20~0.60，N0.15~0.35，余量為Fe和不可避免的微量元素。所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，包括以下工藝步驟管坯棒料—驗收—矯直—切頭尾—剝皮—分段—鉆孔4端面加工—修磨—清洗—預熱—一次加熱—潤滑—擴孔—二次加熱—潤滑—擠壓成母管—淬水一矯直—鋸切—酸洗4檢查—粗冷軋—去油—固溶熱處理—矯直—鋸切—酸洗—檢查—精冷軋—去油—固溶熱處理4矯直—錯切—酸洗—無損檢測—精整修磨—成品包裝入庫。其中剝皮工序是通過長料剝皮機對管坯棒料表面進行剝皮，以消除管坯棒料表面的氧化皮、鍛扎痕和裂縫等缺陷，剝皮后管坯棒料直徑公差為204±0.5咖，表面粗糙度<1.6nm。擠壓前的經鉆孔加工的管坯棒料加熱采用三段式加熱工藝，即預熱、一次加熱、二次加熱。預熱是在以天然氣為介質的環形爐內進行充分均勻低溫加熱，溫度控制在800850i:，時間為120-180分鐘，目的是防止在高溫時的二次污染，減少管坯表面的氧化；一次加熱是將預熱后的管坯棒料送入可控工頻感應爐快速加熱到擴孔溫度，即1180~1200€,然后送到擴孔機并采用玻璃潤滑劑進行擴孔得壁厚均勻的毛管；二次加熱是將擴孔毛管送入可控工頻感應爐快速加熱到擠壓溫度，即12001220X:,立即送往3500噸擠壓機組擠壓成母管，擠壓潤滑劑采用玻璃潤滑劑。本實施例成型母管規格為O108xl7mm和0>108x9mm。冷軋工序，母管經淬水冷卻、矯直、酸洗后，采用一道粗軋加一道精軋的兩道次冷禮工藝，經粗軋制成①89x14.751111和0>89><6.5111111的半成品管，再精軋制成①63.4x12mm和①60x4mm的成品管。固溶熱處理工序，將粗軋制的半成品管表面去油處理后，送入輥底式連續熱處理爐中進行固溶熱處理，熱處理溫度控制為11001150X:,保溫時間20~40分鐘；而精軋后的成品管固溶熱處理溫度控制為1180~1250TC，保溫時間15-40分鐘；固溶熱處理加熱燃料采用清潔的天然氣，可有效防止鋼管在高溫時S、P等有害元素的污染，燃燒方式采用高速燒嘴燃燒，爐內氣氛流動性好，溫度埸均勻，并采用計算機自動控制包括加熱溫度、調控加熱保溫時間的爐輥速度和爐內氣氛空燃比等工藝參數，使鋼管固溶熱處理工藝過程準確、穩定、可靠。從成品固溶熱處理工序出來的不銹鋼管經矯直、鋸切、整修和檢測后即得產品。本產品的質量檢測結果如下(1)、上述0>63.4x12mm和0>60x4mm不銹耐熱合金鋼無縫鋼管產品經實測，鋼管的外徑、壁厚和表面質量均符合ASMESA213/SA213M-08標準的要求。(2)、鋼管的常規化學成份分析結果表(上海發電設備成套設計研究院評審報告)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(3)、鋼管的室溫拉伸性能試驗結果表(上海發電設備成套設計研究院評審報告)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>鋼管的硬度試驗結果表(上海發電設備成套設計研究院評審報告)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>16449451.065015847546.815848146.070015845346.016044846.372516043442.816043145.8鋼管(c()63.4xl2)的高溫短時抗拉強度隨溫度變化曲線圖，見附圖l。(5)、鋼管的晶粒度和顯微組織試驗結果表(上海發電設備成套設計研究院評審報告)試驗項目晶粒度級別顯微組織(J)63.4x125.5-6.0級奧氏體組織c|)60x4.05.0-5.5級奧氏體組織(6)、外推出樣管700X:、IO萬小時的持久強度為71.2Mpa,其700t:高溫持久曲線圖(哈爾濱鍋爐廠有限責任公司評定報告)，見附圖2。(7)、鋼管焊接接頭室溫拉伸試驗結果表(上海鍋爐廠有限公司評定報告)材料熱處理態Rp0.2(Mpa)Rm(Mpa)斷裂位置494761焊質外(J)63.4x12鋼管焊態471759焊質外(8)、SA-213-TP310HCbN焊接接頭高溫短時拉伸性能表(上海鍋爐廠有限8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(9)、鋼管焊接接頭沖擊試驗結果表(上海鍋爐廠有限公司評定報告)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>鋼管焊接接頭的延展性能及沖擊性能良好。(10)、焊接接頭彎曲試驗結果表(上海鍋爐廠有限公司評定報告)材料面彎(D-3T，a^80。)背彎(D-3T，a-180。)"3.4x12鋼管合格，合格合格，合格鋼管的延伸率較好，加工工藝性能良好，能滿足不同需求的變形彎管。由上檢測結果表明，本不銹耐熱合金鋼無縫鋼管產品能夠滿足超超臨界電站鍋爐用管的高溫力學性能、高溫持久強度和良好的焊接與加工工藝性能等技術要求。權利要求1、一種不銹耐熱合金鋼無縫鋼管，其特征是其化學成份以重量百分比計為C0.04～0.10，Si≤0.75，Mn≤2.00，P≤0.03，S≤0.03，Ni17.00～23.00，Cr24.00～26.00，Nb+Ta0.20～0.60，N0.15～0.35，余量為Fe和不可避免的微量元素。2、按權利要求l所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管，其特征是其室溫機械性能的技術指標為屈服強度》295MPa，抗拉強度》655MPa，延伸率A%>30，硬度《256HB/100HRB;金相組織為奧氏體；晶粒度為4~7級。3、一種如權利要求l所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于包括以下工藝步驟管坯棒料—驗收—矯直—切頭尾—剝皮—分段—鉆孔—端面加工4修磨—清洗—預熱—一次加熱—潤滑—擴孔—二次加熱—潤滑—擠壓成母管4淬水4矯直—鋸切—酸洗—檢查—冷軋—去油—固溶熱處理—矯直—鋸切—酸洗—無損檢測—精整修磨—成品包裝入庫。4、按權利要求3所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述棒料是釆用"電爐+爐外精煉"生產工藝達到所述不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的化學成份要求的。5、按權利要求3所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述預熱溫度為800~850°C。6、按權利要求3所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述一次加熱的溫度即擴孔溫度控制為1180~1200°C。7、按權利要求3所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述二次加熱的溫度即擠壓成母管的溫度控制為1200~1220°C。8、按權利要求3所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述冷軋是采用一道粗軋加一道精軋的兩道次冷軋工藝。9、按權利要求3或8所述的不銹耐熱合金鋼無縫鋼管的生產方法，其特征在于所述固溶熱處理的溫度粗軋制的半成品管控制為1100~11501C,精軋后的成品管控制為1180~1250X:。全文摘要一種不銹耐熱合金鋼無縫鋼管及其生產方法，其化學成份以重量百分比計為C0.04～0.10，Si≤0.75，Mn≤2.00，P≤0.03，S≤0.03，Ni17.00～23.00，Cr24.00～26.00，Nb+Ta0.20～0.60，N0.15～0.35，余量為Fe和不可避免的微量元素；其生產方法采用了熱擠壓+冷軋和計算機自動控制固溶熱處理等先進工藝。本發明產品具有優良的機械性能、耐高溫和耐腐蝕性能，其各項技術指標均達到或超過國家有關技術標準的規定，成功地為超超臨界電站鍋爐提供了一種合格的新品種用管。文檔編號C22C38/58GK101665891SQ200910101878公開日2010年3月10日申請日期2009年8月29日優先權日2009年8月29日發明者丁文炎,王長城,誠蘇,蔣淮海,陳培良申請人:浙江久立特材科技股份有限公司