拖车气瓶用冷拔无缝管制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，所述无缝钢管使用的材质为4130X、Φ508X25的热轧原料管，经热扩至Φ575X24.0的热扩原料管，再经酸洗润滑工艺进行处理，最后冷拔至Φ559X23.4的冷拔成品管。本发明是一种材质为4130X的拖车气瓶用的冷拔无缝钢管的制造工艺，用优质热轧钢管经热扩加冷拔工艺技术，可生产Φ559X23.4冷拔成品管，它具有表面质量好，尺寸精度高，综合力学性能好，适宜制造盛装压缩天然气的拖车气瓶，适于短途压缩天然气运输性能安全可靠。
【专利说明】拖车气瓶用冷拔无缝管制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金新材料【技术领域】，涉及到制造大容积拖车的气瓶管，尤其是一种拖车气瓶用冷拔无缝管制造工艺。
【背景技术】
[0002]大容积拖车气瓶用的冷拔无缝钢管是专门用于制造短途运输压缩天然气的拖车气瓶，即CNG气瓶。此种拖车气瓶适用于城市之间或城市中向各供气站的短途运输。这种压缩天然气运输方法，机动灵活，安全可靠，在全国各大城市已广泛运营。
[0003]拖车气瓶用的无缝钢管通用规格为Φ559Χ23.4，目前国内生产的此种规格的无缝钢管存在着表面质量差，钢管的几何尺寸精度不高，满足不了用户要求，因此只能主要依赖进口。
[0004]通过检索，尚未发现与本发明申请相同的公开专利文献。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有的技术不足，提供一种表面质量好，几何尺寸精度高，性能优良的拖车气瓶用冷拔无缝管制造工艺。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，所述无缝钢管使用的材质为4130X、Φ508X25的热轧原料管，经热扩至Φ575Χ24.0的热扩原料管，再经酸洗润滑工艺进行处理，最后冷拔至Φ 559X23.4的冷拔成品管。
[0008]而且，所述热扩工艺即将热轧原料管Φ 508X25热扩至Φ575X24的步骤是:
[0009]⑴检验所述规格Φ508Χ25热轧原料管的内外表面质量、外径、壁厚及同一截面的壁厚偏差；
[0010]⑵用石墨润滑剂对热扩原料管进行内壁润滑，石墨润滑剂采用的石墨水溶液的配置要求:20公斤石墨加20升水；
[0011]⑶630热扩机工艺参数:电流600-650A，电压450-500V，扩速90mm/分钟，感应圈内管的温度为800°C ±10°C ;
[0012]⑷选用518_不锈钢芯头，芯头表面要清理干净，表面石墨抹均匀；
[0013](5)调整热扩机前下料架的前高后低，进行热扩；
[0014](6)热扩完毕后检验热扩管表面质量、外径、壁厚，测布氏硬度；
[0015](7)在自制内磨机上逐支对热扩管进行内磨，以磨掉钢管内壁残余石墨。
[0016]而且，所述酸洗润滑工艺的步骤是:
[0017]⑴对确认合格的原料管进行酸洗:采用盐酸酸洗，浓度28%?30% ;溶液温度40°C ±5°C,浸泡时间6-8小时,将热扩原料管内外表面氧化皮及石墨残留物全部洗净；
[0018]⑵磷化:磷化液的配置为总酸度20-25点，游离酸2.0?2.5点，温度40°C?45°C，浸泡时间40?45分钟，使其钢管内外表面形成一薄层浅绿色磷化膜；
[0019]⑶皂化:皂化液配置为，脂肪酸> 50克/升，游离酸< 5克/升，温度80°C?85°C，浸泡时间10分钟，皂化后的钢管表面有一层均匀的皂化膜。
[0020]而且，所述冷拔工艺的步骤是:
[0021]⑴对酸洗、润滑好的原料管在1000吨液压冷拔机上进行拔制，由Φ 575X24 —道次冷拔到Φ 559X23.4的成品规格；
[0022]⑵通过对外模、内模几何尺寸设计及两者之间的尺寸匹配，最终控制钢管的外径、壁厚、不圆度、弯曲度指标。
[0023]本发明的优点和积极效果是:
[0024]1、本发明是一种材质为4130X的拖车气瓶用的冷拔无缝钢管的制造工艺，用优质热轧钢管经热扩加冷拔工艺技术，可生产Φ559Χ23.4冷拔成品管，它具有表面质量好，尺寸精度高，综合力学性能好，适宜制造盛装压缩天然气的拖车气瓶，适于短途压缩天然气运输性能安全可靠。
[0025]2、本发明产品为国内外独家首次生产，性能优良，全面满足相应的国家标准和与用户签订的技术协议要求，具有广阔的市场前景。
[0026]3、本发明采用优质的热轧无缝管作为原料管、经热扩、再冷拔的生产工艺，得到表面质量好、钢管几何尺寸精度高、力学性能优良的无缝钢管，钢管的各项性能指标全面满足GB28884-2012《大容积气瓶用无缝钢管》及与用户签定的严于国家特准的《技术协议》，LXXNY-DR-2014-01适于制造拖车气瓶。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0028]一种拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，无缝钢管所使用的材质为4130X、Φ508X25的热轧原料管，经热扩至Φ575Χ24.0的热扩原料管，再经酸洗润滑工艺进行处理，最后冷拔至Φ559X23.4的冷拔成品管，其具体的工艺步骤为:
[0029]一、热扩工艺:S卩将热轧原料管Φ 508X25热扩至Φ 575X24:步骤是:
[0030]⑴检验所述规格Φ508Χ25热轧原料管的内外表面质量、外径、壁厚及同一截面的壁厚偏差，其表面如有轻微缺陷，需要用手砂轮进行修磨，修磨处要过渡圆滑。
[0031]⑵用石墨润滑剂对热扩原料管进行内壁润滑，石墨润滑剂采用的石墨水溶液的配置要求:20公斤石墨加20升水。
[0032]⑶630热扩机工艺参数:电流600-650A，电压450-500V，扩速90mm/分钟，感应圈内管的温度为800°C ±10°C。
[0033]⑷选用518mm不锈钢芯头，芯头表面要清理干净，表面石墨抹均匀。
[0034](5)调整热扩机前下料架的前高后低，进行热扩。
[0035](6)热扩完毕后检验热扩管表面质量、外径、壁厚，测布氏硬度。
[0036](7)在自制内磨机上逐支对热扩管进行内磨，以磨掉钢管内壁残余石墨。
[0037]二、酸洗润滑工艺:
[0038]⑴对确认合格的原料管进行酸洗:采用盐酸酸洗，浓度28%?30% ;溶液温度40°C ±5°C,浸泡时间6-8小时,将热扩原料管内外表面氧化皮及石墨残留物全部洗净。
[0039]⑵磷化:磷化液的配置为总酸度20-25点，游离酸2.0?2.5点，温度40°C?45°C，浸泡时间40?45分钟，使其钢管内外表面形成一薄层浅绿色磷化膜。
[0040]⑶皂化:皂化液配置为，脂肪酸> 50克/升，游离酸< 5克/升，温度80°C?85°C，浸泡时间10分钟，皂化后的钢管表面有一层均匀的皂化膜。
[0041]三、冷拔工艺:
[0042]⑴对酸洗、润滑好的原料管在1000吨液压冷拔机上进行拔制，由Φ 575X24 —道次冷拔到Φ 559X23.4的成品规格。
[0043]⑵通过对外模、内模几何尺寸设计及两者之间的尺寸匹配，最终控制钢管的外径、壁厚、不圆度、弯曲度指标。
[0044]通过钢管检验，本发明的最终产品符合如下钢管检验技术协议要求:
[0045]钢管检验:
[0046]⑴依照GB28884-2012《大容积气瓶用无缝钢管》及与用户签订的技术协议LXXNY-DR-2014-01《气瓶用无缝钢管》技术协议，逐支对钢管进行外径、壁厚、弯曲度表面质量检验。
[0047]例如4#管的具体检测数据为:平均壁厚24.87mm,壁厚范围23.75?26.11mm，弯曲度 3mm/11.1m,外径范围 555.69 ?554.75mm。
[0048]检测结果全面满足技术协议中规定的要求，大大严于国家规定要求。
[0049]技术协议规定的公差要求:
[0050]
[Si^ κ? Wx1..............................................涵 %-厂—el? I 而涵—1...........................涵五.........................-.................................涵—
4130Χ 二—i O?* 20% - 5:.ann I $ 总-匕变的 I ^I 外ft 公斧 70% 《壁 W 公 f?的
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[0051]GB28884-2012规定的公差要求
[0052]单位为毫米
[0053]
SI钢管尺寸I允许偏差外径(D)D SS 559+ 12.5%~ - 10% S
公称壁厚(S)D > 559+12.5% S
[0054]⑵依照GB5777-2008《无缝钢管超声波探伤方法》L2做到逐支对钢管进行超声波探伤，确保钢管全部符合要求。
[0055]⑶依照GB/T241-2007《金属管液压试验方法》进行水压试验，确保钢管符合技术协议要求。
[0056]⑷锯切:对成品钢管切头、切尾，按长度要求切定尺长度。
[0057](5)逐根对钢管进行全长自动测厚，自动测厚系统检测覆盖的表面积达到100%，自动测量的壁厚值符合技术协议规定的允许偏差。
[0058](6)钢管的理化性能检验
[0059]依照相应的技术标准和技术协议对成品钢管进行化学成分、力学性能、非金属夹杂物及成品晶粒度检验，检验结果如下:
[0060]钢管的化学成分(质量分数)％
[0061]
类别CSiMnPSCrMoNiCu
原料管0.290.220.790.0110.0030.990.220.030.02
成品管0.280.220.790.0130.004 0.990.220.030.02
协议要求0.28-0.33 0.15-0.35 0.70-0.90 ^ 0.020^ 0.010 0.90-1.10 0.20-0.25^ 0.18 ^ 0.20
[0062]上表所记载的本发明中化学成分中S、P含量及残余元素(N1、Cu等)含量都远远低于技术协议要求，这对保证钢管的综合性能是十分有利的。
[0063]钢管试样经淬火、回火热处理后的纵向力学性能如下表
[0064]钢管纵向力学性能
[0065]
IUiiUU—^ 丨";翻吋 1:(?;!,I Iliitt ?β -.ιογ?,IiXij (.ο I
类IJRnRe! I 率 A I (ReL/Rii)IIBff f 均fft Φ-个
('.1pn I(Mpa)Cl)(%}
GB28884-2012 >720> 485>20?；86<269>-4Q\ >32
规定____i_
本发明指4 SlO69521.586U21 140丨 1?, 13.1.1.Ι'Ι
805^695_I 21,0 | 86__223145| 14?, 141.146 |
[0066]样坯采用的热处理工艺为:
[0067]880°C保温40分钟油淬+ 670°C保温65分钟水冷。
[0068]经淬火加回火处理后试样的晶粒度为9-10级
[0069]钢管的非金属夹杂物检验结果
[0070]
中金属火杂物级说
类變ΛB—]C_ I)
?Γ] a S ιΓ? ST --? 细 in
(?288糾-2012规定 <2.5 j<2.5 <2.5 <15 Γ<2.5 <2.5 <2.5 <2.5 木发明指Ι>Κ0.δ I~_I~0.ο
【权利要求】
1.一种拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，其特征在于:所述无缝钢管使用的材质为4130X、Φ 508X25的热轧原料管，经热扩至Φ 575X24.0的热扩原料管，再经酸洗润滑工艺进行处理，最后冷拔至Φ559Χ23.4的冷拔成品管。
2.根据权利要求1所述的拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，其特征在于:所述热扩工艺即将热轧原料管Φ 508X25热扩至Φ 575X24的步骤是: ⑴检验所述规格Φ508X25热轧原料管的内外表面质量、外径、壁厚及同一截面的壁厚偏差; ⑵用石墨润滑剂对热扩原料管进行内壁润滑，石墨润滑剂采用的石墨水溶液的配置要求:20公斤石墨加20升水； ⑶630热扩机工艺参数:电流600-650A，电压450-500V，扩速90mm/分钟，感应圈内管的温度为800°C ±10°C ; ⑷选用518mm不锈钢芯头，芯头表面要清理干净,表面石墨抹均勻； (5)调整热扩机前下料架的前高后低，进行热扩； (6)热扩完毕后检验热扩管表面质量、外径、壁厚，测布氏硬度； ⑴在自制内磨机上逐支对热扩管进行内磨，以磨掉钢管内壁残余石墨。
3.根据权利要求1所述的拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，其特征在于:所述酸洗润滑工艺的步骤是: ⑴对确认合格的原料管进行酸洗:采用盐酸酸洗，浓度28%?30% ;溶液温度40°C ±5°C,浸泡时间6-8小时,将热扩原料管内外表面氧化皮及石墨残留物全部洗净； ⑵磷化:磷化液的配置为总酸度20-25点，游离酸2.0?2.5点，温度40°C?45°C，浸泡时间40?45分钟，使其钢管内外表面形成一薄层浅绿色磷化膜； ⑶皂化:皂化液配置为，脂肪酸> 50克/升，游离酸< 5克/升，温度80°C?85°C，浸泡时间10分钟，皂化后的钢管表面有一层均匀的皂化膜。
4.根据权利要求1所述的拖车气瓶用的冷拔无缝钢管制造工艺，其特征在于:所述冷拔工艺的步骤是: ⑴对酸洗、润滑好的原料管在1000吨液压冷拔机上进行拔制，由Φ575X24—道次冷拔到Φ 559X23.4的成品规格； ⑵通过对外模、内模几何尺寸设计及两者之间的尺寸匹配，最终控制钢管的外径、壁厚、不圆度、弯曲度指标。
【文档编号】B23P15/00GK104162767SQ201410392151
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】毕金宝, 王俊广, 张勇, 刘志才, 毕金立 申请人:天津润德中天钢管有限公司