专利名称：：不锈耐热合金钢无缝钢管及其生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种合金钢管及其生产方法。
背景技术：
：超超临界电站锅炉用管是一种髙性能合金钢管，它必须具备高温力学性能、高温持久强度和抗高温烟气腐蚀、抗高温汽水介质腐蚀的性能，同时还应具备良好的焊接与加工工艺性能。目前，我国对于这种高性能的锅炉用管尚不能生产，只能依靠进口，进口管不仅价格昂贵，而且资源不足，供货不及时，因而严重制约了我国超超临界电站锅炉的生产和发展。
发明内容本发明的目的，是提供一种特别适于超超临界电站锅炉用不锈耐热合金钢无缝钢管及其生产方法。本发明的技术解决方案是一种不锈耐热合金钢无缝钢管，其化学成份以重量百分比计为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，余量为Fe和不可避免的微量元素。所述不锈耐热合金钢无缝钢管的室温机械性能技术指标为屈服强度》295MPa，抗拉强度》655MPa，延伸率A%>30，硬度<256HB/100HRB;金相组织为奥氏体；晶粒度为4~7级。所述不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，包括以下工艺步骤管坯棒料—验收—矫直—切头尾4剥皮—分段—钻孔—端面加工—修磨—清洗—预热4一次加热—润滑—扩孔—二次加热一润滑—挤压成母管—淬水—矫直—锯切—酸洗4检查—冷轧—去油—固溶热处理一矫直4锯切—酸洗—无损检测—精整修磨—成品包装入库。所述棒料是釆用"电炉+炉外精炼"生产工艺达到所述不锈耐热合金钢无缝钢管的化学成份要求的。所述预热温度为800~850€。所述一次加热的温度即扩孔温度控制为1180~1200€。所述二次加热的温度即挤压成母管的温度控制为1200~1220°C。所述冷轧是采用一道粗轧加一道精轧的两道次冷轧工艺。所述固溶热处理的温度粗轧制的半成品管控制为1100~1150°C，精轧后的成品管控制为1180~12501C。本发明的有益效果是成功地为超超临界电站锅炉提供了一种合格的新品种用管，其各项技术指标均达到或超过国家有关技术标准的规定。本发明方法的突出优点是一、采用了"电炉+炉外精炼"生产工艺所生产的管坯棒料，保证了产品化学成份稳定合格；二、采用了热挤压+冷轧的无缝钢管成型先进工艺，先用热扩孔和热挤压两次变形过程工艺生产母管，具有三向压应力、大变形量的优点，提高了管子金属的致密性、细化了晶粒、减小了各向性能差异，且其中管坯捧料加热釆用"预热+高温段快速加热"工艺，确保了管坯低温预热均匀，防止髙温时的二次污染，减少管坯表面氧化，然后釆用了一道粗轧加一道精轧的两道次冷轧工艺，保证了成型管表面质量好、尺寸精度高和综合性能优良；三、钢管固溶热处理工艺中，加热燃料采用清洁的天然气，可有效防止钢管在高温时S、P等有害元素的污染，燃烧方式采用高速烧嘴燃烧，炉内气氛流动性好，温度埸均句，并釆用计算机自动控制包括加热温度、调控加热和保温时间的炉辊速度、炉内气氛燃烧比和冷却喷水量等工艺参数，使钢管固溶热处理工艺过程准确、稳定、可靠。图1为本产品钢管((J)63.4x12)的高温短时抗拉强度随温度变化曲线图。图2为本产品钢管700匸高温持久曲线图。具体实施方式下面以实施例对本发明作进一步说明。4—种特别适于超超临界电站锅炉用不锈耐热合金钢无缝钢管，所采用的管坯棒料为①210mm，其化学成份以重量百分比计为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，余量为Fe和不可避免的微量元素。所述不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，包括以下工艺步骤管坯棒料—验收—矫直—切头尾—剥皮—分段—钻孔4端面加工—修磨—清洗—预热—一次加热—润滑—扩孔—二次加热—润滑—挤压成母管—淬水一矫直—锯切—酸洗4检查—粗冷轧—去油—固溶热处理—矫直—锯切—酸洗—检查—精冷轧—去油—固溶热处理4矫直—错切—酸洗—无损检测—精整修磨—成品包装入库。其中剥皮工序是通过长料剥皮机对管坯棒料表面进行剥皮，以消除管坯棒料表面的氧化皮、锻扎痕和裂缝等缺陷，剥皮后管坯棒料直径公差为204±0.5咖，表面粗糙度<1.6nm。挤压前的经钻孔加工的管坯棒料加热采用三段式加热工艺，即预热、一次加热、二次加热。预热是在以天然气为介质的环形炉内进行充分均匀低温加热，温度控制在800850i:，时间为120-180分钟，目的是防止在高温时的二次污染，减少管坯表面的氧化；一次加热是将预热后的管坯棒料送入可控工频感应炉快速加热到扩孔温度，即1180~1200€,然后送到扩孔机并采用玻璃润滑剂进行扩孔得壁厚均匀的毛管；二次加热是将扩孔毛管送入可控工频感应炉快速加热到挤压温度，即12001220X:,立即送往3500吨挤压机组挤压成母管，挤压润滑剂采用玻璃润滑剂。本实施例成型母管规格为O108xl7mm和0>108x9mm。冷轧工序，母管经淬水冷却、矫直、酸洗后，采用一道粗轧加一道精轧的两道次冷礼工艺，经粗轧制成①89x14.751111和0>89><6.5111111的半成品管，再精轧制成①63.4x12mm和①60x4mm的成品管。固溶热处理工序，将粗轧制的半成品管表面去油处理后，送入辊底式连续热处理炉中进行固溶热处理，热处理温度控制为11001150X:,保温时间20~40分钟；而精轧后的成品管固溶热处理温度控制为1180~1250TC，保温时间15-40分钟；固溶热处理加热燃料采用清洁的天然气，可有效防止钢管在高温时S、P等有害元素的污染，燃烧方式采用高速烧嘴燃烧，炉内气氛流动性好，温度埸均匀，并采用计算机自动控制包括加热温度、调控加热保温时间的炉辊速度和炉内气氛空燃比等工艺参数，使钢管固溶热处理工艺过程准确、稳定、可靠。从成品固溶热处理工序出来的不锈钢管经矫直、锯切、整修和检测后即得产品。本产品的质量检测结果如下(1)、上述0>63.4x12mm和0>60x4mm不锈耐热合金钢无缝钢管产品经实测，钢管的外径、壁厚和表面质量均符合ASMESA213/SA213M-08标准的要求。(2)、钢管的常规化学成份分析结果表(上海发电设备成套设计研究院评审报告)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(3)、钢管的室温拉伸性能试验结果表(上海发电设备成套设计研究院评审报告)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>钢管的硬度试验结果表(上海发电设备成套设计研究院评审报告)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>16449451.065015847546.815848146.070015845346.016044846.372516043442.816043145.8钢管(c()63.4xl2)的高温短时抗拉强度随温度变化曲线图，见附图l。(5)、钢管的晶粒度和显微组织试验结果表(上海发电设备成套设计研究院评审报告)试验项目晶粒度级别显微组织(J)63.4x125.5-6.0级奥氏体组织c|)60x4.05.0-5.5级奥氏体组织(6)、外推出样管700X:、IO万小时的持久强度为71.2Mpa,其700t:高温持久曲线图(哈尔滨锅炉厂有限责任公司评定报告)，见附图2。(7)、钢管焊接接头室温拉伸试验结果表(上海锅炉厂有限公司评定报告)材料热处理态Rp0.2(Mpa)Rm(Mpa)断裂位置494761焊质外(J)63.4x12钢管焊态471759焊质外(8)、SA-213-TP310HCbN焊接接头高温短时拉伸性能表(上海锅炉厂有限8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(9)、钢管焊接接头冲击试验结果表(上海锅炉厂有限公司评定报告)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>钢管焊接接头的延展性能及冲击性能良好。(10)、焊接接头弯曲试验结果表(上海锅炉厂有限公司评定报告)材料面弯(D-3T，a^80。)背弯(D-3T，a-180。)"3.4x12钢管合格，合格合格，合格钢管的延伸率较好，加工工艺性能良好，能满足不同需求的变形弯管。由上检测结果表明，本不锈耐热合金钢无缝钢管产品能够满足超超临界电站锅炉用管的高温力学性能、高温持久强度和良好的焊接与加工工艺性能等技术要求。权利要求1、一种不锈耐热合金钢无缝钢管，其特征是其化学成份以重量百分比计为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，余量为Fe和不可避免的微量元素。2、按权利要求l所述的不锈耐热合金钢无缝钢管，其特征是其室温机械性能的技术指标为屈服强度》295MPa，抗拉强度》655MPa，延伸率A%>30，硬度《256HB/100HRB;金相组织为奥氏体；晶粒度为4~7级。3、一种如权利要求l所述不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤管坯棒料—验收—矫直—切头尾—剥皮—分段—钻孔—端面加工4修磨—清洗—预热—一次加热—润滑—扩孔—二次加热—润滑—挤压成母管4淬水4矫直—锯切—酸洗—检查—冷轧—去油—固溶热处理—矫直—锯切—酸洗—无损检测—精整修磨—成品包装入库。4、按权利要求3所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述棒料是釆用"电炉+炉外精炼"生产工艺达到所述不锈耐热合金钢无缝钢管的化学成份要求的。5、按权利要求3所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述预热温度为800~850°C。6、按权利要求3所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述一次加热的温度即扩孔温度控制为1180~1200°C。7、按权利要求3所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述二次加热的温度即挤压成母管的温度控制为1200~1220°C。8、按权利要求3所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述冷轧是采用一道粗轧加一道精轧的两道次冷轧工艺。9、按权利要求3或8所述的不锈耐热合金钢无缝钢管的生产方法，其特征在于所述固溶热处理的温度粗轧制的半成品管控制为1100~11501C,精轧后的成品管控制为1180~1250X:。全文摘要一种不锈耐热合金钢无缝钢管及其生产方法，其化学成份以重量百分比计为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，余量为Fe和不可避免的微量元素；其生产方法采用了热挤压+冷轧和计算机自动控制固溶热处理等先进工艺。本发明产品具有优良的机械性能、耐高温和耐腐蚀性能，其各项技术指标均达到或超过国家有关技术标准的规定，成功地为超超临界电站锅炉提供了一种合格的新品种用管。文档编号C22C38/58GK101665891SQ200910101878公开日2010年3月10日申请日期2009年8月29日优先权日2009年8月29日发明者丁文炎,王长城,诚苏,蒋淮海,陈培良申请人:浙江久立特材科技股份有限公司