一种大口径不锈钢管及其制备工艺的制作方法

本发明涉及钢管，具体为一种大口径不锈钢管及其制备工艺。

背景技术：

1、随着工业化和城市化的快速发展，对管道系统的需求不断增加。传统的管道材料如铁、铜等在一些特殊环境下容易受到腐蚀和生锈的影响，从而导致管道老化、漏水等问题。为了解决这些问题，不锈钢管作为一种新型管道材料被广泛应用。

2、然而，目前市场上大多数不锈钢管的口径相对较小，无法满足一些特殊行业对大口径管道的需求。在石油、化工、电力等大型工业领域中，需要承载更大流量和压力的管道系统。相比于小口径管道，大口径不锈钢管具有更稳固的结构，能够承受更大的压力和冲击力，从而提高管道系统的安全性。此外，不锈钢管本身具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境中长期使用而不受腐蚀和生锈的影响。与其他材料的大型管道相比，大口径不锈钢管的维护成本较低，寿命更长，能够为企业节约维修和更换费用。

3、因此，我们提出一种大口径不锈钢管及其制备工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大口径不锈钢管及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种大口径不锈钢管的制备工艺，包括如下步骤：

4、步骤s1：将原料依次经电炉初炼、钢包精炼和真空吹氧脱碳后，浇铸得到钢锭；

5、步骤s2：将钢锭进行加热锻造，制得锻造坯；将锻造坯进行加热穿孔处理，制得管坯；

6、步骤s3：将管坯依次进行热处理、酸洗、润滑后，进行加热扩孔和1-3道次冷拔，再进行固溶处理，制得大口径不锈钢管。

7、进一步的，所述步骤s1中原料包括以下重量百分数的元素：c：0.04-0.08％、si：0.15-0.35％、mn：1.0-1.8％、cr：17-18％、ni：18-25％、mo：2.5-2.7％、ti：0.12-0.16％、ir：0.05-0.15％、re：0.16-0.32％、余量为铁。

8、进一步的，所述步骤s1中电炉初炼的工艺条件为：采用直流电弧炉，出钢前调整c为0.04-0.08％，出钢温度1610-1650℃。

9、进一步的，所述步骤s1中钢包精炼的工艺条件为：精炼温度1550-1610℃，精炼时间35-45min，软吹15-20min。

10、进一步的，所述步骤s1中真空吹氧脱碳的工艺条件为：真空度30-60pa，保持20-30min。

11、进一步的，所述步骤s1中浇铸的工艺条件为：过热度10-20℃，铸机拉速0.8-1.2m/min。

12、进一步的，所述步骤s2中加热锻造的工艺条件为：加热温度1220-l250℃，保温2-3h，开锻温度l200-1250℃，终锻温度为950-1050℃。

13、进一步的，所述步骤s2中锻造坯在进行加热穿孔处理前，先在1080-1160℃下保温1-2h，再以1.5-3.0℃/min的冷却速率冷却至25-45℃。

14、进一步的，所述步骤s2中加热穿孔处理的工艺条件为：以2.2-3.2℃/min的升温速率升温至1155-1185℃，保温1.5-2.5h，采用三辊斜轧进行穿孔。

15、进一步的，所述步骤s2中管坯的外径为360-640mm，壁厚为80-120mm，长度为2400-4200mm。

16、进一步的，所述步骤s3中热处理的工艺条件为：将管坯以2.4-3.2℃/min的升温速率升温至840-860℃，再以4.5-5.0℃/min的升温速率升温至1150-1220℃，保温1-2h后，以3.0-4.0℃/min的冷却速率冷却至25-45℃。

17、进一步的，所述步骤s3中酸洗的工艺条件为：将管坯在40-60℃酸洗液中浸泡10-30min；酸洗液的配方为：40-60g/l硫酸，20-40g/l氢氟酸，10-30g/l双氧水，10-20g/l六水合氯化铁，余量为纯水。

18、进一步的，所述步骤s3中润滑的工艺条件为：采用刷涂的方式将润滑剂涂抹在管坯的内外壁上，润滑剂的涂抹量为100-150g/m2，在120-150℃下烘干30-50min；润滑剂的制备工艺如下：

19、步骤(1)：在氮气保护下，将2，5-己二醇和4-氨基丁基三乙氧基硅烷混合均匀，加入对甲苯磺酸，升温至70-80℃，回流反应1-2h，继续升温至100-120℃，回流反应2-3h，经旋蒸、干燥后，制得超支化聚硅氧烷；

20、步骤(2)：将三维石墨烯和去离子水混合，超声分散30-40min，加入超支化聚硅氧烷，搅拌分散20-30min，再加入聚α-烯烃基础油和去离子水，用naoh溶液调节ph至8-9，搅拌分散10-20min，制得润滑剂。

21、在上述技术方案中，通过在酸性条件下，将2，5-己二醇和4-氨基丁基三乙氧基硅烷发生反应，生成超支化聚硅氧烷，将三维石墨烯和超支化聚硅氧烷添加到聚α-烯烃基础油中，制得具有优异润滑性能的润滑剂。

22、进一步的，所述步骤(1)中2，5-己二醇和4-氨基丁基三乙氧基硅烷的质量比为1：(1-1.2)。

23、进一步的，所述步骤(1)中对甲苯磺酸的质量为2，5-己二醇和4-氨基丁基三乙氧基硅烷总质量的0.4-0.6％。

24、进一步的，所述步骤(2)中三维石墨烯和去离子水的质量比为1：(20-40)。

25、进一步的，所述步骤(2)中三维石墨烯和超支化聚硅氧烷的质量比为1：(20-40)。

26、进一步的，所述步骤(2)中聚α-烯烃基础油和去离子水的质量比为1：(14-16)。

27、进一步的，所述步骤(2)中三维石墨烯的用量为聚α-烯烃基础油和去离子水的总质量的0.01-0.04％。

28、进一步的，所述步骤s3中加热扩孔的工艺条件为：温度950-1050℃，扩径比1.1-1.6。

29、进一步的，所述步骤s3中冷拔的工艺条件为：冷拔速度30-50mm/min，冷拔缩径4-8mm/道次，减壁量1.5-3.0mm/道次，每次冷拔后对管坯依进行热处理、酸洗、润滑。

30、进一步的，所述步骤s3中固溶处理的工艺条件为：温度1050-1150℃，时间1-2h。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

32、1.本发明的一种大口径不锈钢管及其制备工艺，通过在酸性条件下，将2，5-己二醇和4-氨基丁基三乙氧基硅烷发生反应，生成超支化聚硅氧烷；超支化聚硅氧烷具有良好的润滑性能，不仅可以改善三维石墨烯的分散性，还可以减少摩擦和磨损，提高机械设备的工作效率和寿命，同时三维石墨烯分散稳定性远胜于石墨、石墨烯纳米片和炭黑等碳类材料纳米添加剂，且具有更优异的润滑性能，将三维石墨烯和超支化聚硅氧烷共同添加到聚α-烯烃基础油中，可以发挥协同作用，制得具有优异润滑性能的润滑剂。该润滑剂不仅具有更好的抗磨效果，降低拉拔能耗，还能提高钢材抗拉强度，保护管坯表面免受损伤，从而达到节能减排和节约成本的效果。

33、2.本发明的一种大口径不锈钢管及其制备工艺，通过电炉初炼对原料进行初步炼化，去除杂质和不良元素，提高钢水的纯度和质量；将初炼后的钢水转移到钢包中进行精炼处理，通过调整炉温，进一步提高钢水的纯度和质量；再进行真空吹氧脱碳处理，去除钢水中的碳元素，提高钢水的纯净度和可靠性；随后将钢水浇铸成钢锭；通过加热锻造、加热穿孔处理，制得管坯；对管坯进行热处理，通过加热和冷却过程，改变钢材的组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性，对热处理后的管坯进行酸洗处理，去除表面的氧化物和污染物，对酸洗后的管坯进行润滑处理，以减少摩擦和磨损，提高加工效率和质量，对润滑处理后的管坯进行多道次的加热扩孔和冷拔处理，通过拉伸和挤压，使管坯逐渐变细、变长，并提高其机械性能和尺寸精度，再进行固溶处理，制得大口径不锈钢管。通过以上工艺的结合，本发明能够制备出高质量的大口径不锈钢管，满足工业领域对高纯度、优异机械性能和精确尺寸的需求。