無錫不銹鋼管加工工藝的重大突破
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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近年來，隨著各行業(yè)對能源的依賴度不斷提高，電、油、天然氣的需求快速增長，超臨界電站鍋爐等項(xiàng)目迅速發(fā)展，帶動了對高性能無錫不銹鋼管的巨大市場需求。然而，長期以來，這些產(chǎn)品被國外廠家高價(jià)壟斷，使這些項(xiàng)目的建設(shè)不得不付出大量的外匯。
超臨界電站鍋爐、高含H2S 油氣田開采所使用的無錫不銹鋼管無縫管及合金鋼管，其合金含量高，熱加工性能較差。同時由于使用條件惡劣，對各項(xiàng)技術(shù)性能要求很高。采用現(xiàn)在普遍采用的熱穿孔加冷軋方式生產(chǎn)這些材料的管子難度大，成本高，并且質(zhì)量難以保證，不具備穩(wěn)定生產(chǎn)的條件，難以具有競爭力。
針對這種情況，第一：熱擠壓由于其加工變形時金屬承受三向壓應(yīng)力作用，特別適用于高合金含量的難變形金屬的成型，它有效地解決了高性能無錫不銹鋼管和高合金鋼管的熱加工瓶頸。另一方面，通過冷軋加工改善管材表面質(zhì)量和尺寸精度，可以確保材料在特殊環(huán)境中使用時安全性更高。HR3C 是在TP310 基礎(chǔ)上添加Nb、N而改進(jìn)的耐熱鋼，產(chǎn)品持久強(qiáng)度高，組織穩(wěn)定性好，具有較高的高溫強(qiáng)度和持久強(qiáng)度，以及較高的抗高溫蒸汽腐蝕性能，管材專用于超臨界燃煤鍋爐的過熱器和再熱器受熱面。
目前采用的工藝步驟如下：（1）管坯經(jīng)過清洗，確保加熱前表面無油污和贓物;（2）管坯經(jīng)過三步加熱，先環(huán)形爐預(yù)熱，再經(jīng)過兩次感應(yīng)爐加熱。預(yù)熱溫度為850～900℃，一次感應(yīng)加熱溫度為1170℃，二次感應(yīng)加熱溫度為1210℃。（3）采用玻璃潤滑劑潤滑；擠壓出口速度控制不超過5 m/s；擠壓產(chǎn)生徑向和環(huán)向壓縮和軸向延伸變形，變形量達(dá)到90%。（4）冷軋：擠壓管經(jīng)過一道次冷軋成品以提高表面質(zhì)量和尺寸精度。冷軋采用環(huán)孔型、長行程兩輥軋機(jī)軋制，孔型曲線采用適合特殊材料大變形高精度軋制的雙曲線。（5）熱處理：成品固溶是在熱加工基礎(chǔ)上調(diào)整產(chǎn)品性能的關(guān)鍵工序，固溶處理在連續(xù)輥底式爐中進(jìn)行，用天然氣作為燃燒介質(zhì)，爐內(nèi)設(shè)置還原性氣氛，溫度連續(xù)監(jiān)控調(diào)節(jié)，出爐水冷。固溶溫度為1220℃，保溫時間約30 min。
目前采用這種工藝生產(chǎn)的無錫不銹鋼管無縫鋼管，產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，組織均勻，常溫及高溫強(qiáng)度等性能指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定GB5310。（室溫下抗拉強(qiáng)度685MPa；延伸率49%；硬度86.8HRB；700oC下，抗拉強(qiáng)度455MPa；延伸率45%。）他們的工作表明，該工藝適用于高合金特殊難變形材料的成型，具有推廣價(jià)值。