[发明专利]加氢裂化装置用炉管的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管的制造工艺，具体地讲，涉及一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺。

背景技术

近年来，随着中国在石油化工方面的迅速发展，以及国家经济发展的需要，加氢裂化装置的能力不断增大。现在福建炼油乙烯工程、青岛大炼油工程以及其他的大炼油工程的加氢裂化装置都已超过200万吨/年。由于现在原油杂质含量越来越多，炉管的工况条件越来越恶劣，氢和硫化氢腐蚀越来越严重，炉管的设计温度和压力也越来越高。这就要求高压炉管具有高的高温强度、抗腐蚀性以及尽可能整支交货，以在炉膛内没有焊缝。

现在世界上炉管的主要制造工艺有锻造膛孔、热挤压以及冷拔等方式。其中锻造膛孔的制造工艺，钢管的性能主要依靠锻造比，由于受膛孔刀具的限制，炉管的长度比较短，使得炉管在炉膛内具有很多焊接点，从而不但增加了焊接的工作量，并且由于焊接可能对炉管性能的破坏(炉管的热影响区)，以及焊接过程中人为的因素，使炉管的安全具有更多的不稳定性。而热挤压的投资很大，且受挤压力的限制，只能对小规格的钢管采用热挤压的方式。而冷拔的方式在冷拔过程中会产生拉应力。例如世界上著名的钢管企业，德国的克虏伯，西班牙的TUBCEX，日本住友的8″Sch160长度最长只能生产至4米。

目前国内的无缝钢管的制造工艺一般包括选料及备料——冶炼——浇注——锻造——热穿孔——轧制——热处理等步骤。其中在选料备料步骤中，一般选用铁合金+原料钢，其制成后的钢管的P含量大于或等于0.03。该高的P含量是导致夹杂物高的主要原因，从而造成了材料的脆性增加，强度降低，不能达到炉管的高温强度要求。在冶炼步骤中，现有制造工艺采用N气作为保护气体，造成了最终材料的N含量增加，N化夹杂物含量高，从而影响了钢管的强度稳定性。在轧制步骤中，冷扎加工的压缩比在10％-30％之间，虽然能够达到一定的材料基体的晶粒度(2-5级)及强度值，但不能达到成品钢管的高温强度值，其制成的钢管的550°高温抗拉强度小于等于360MPa。另外，在现有制造工艺的热处理步骤中，一般进行固熔处理，并不进行稳定化处理，会产生不完全的C化物的溶解，直接影响钢管的晶间腐蚀性能，从而降低了钢管的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺，通过降低P的含量，来提高最终制造的炉管的高温强度。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺，降低N化夹杂物，使最终制造的炉管保持一定的强度稳定性。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺，通过调整轧制加工的压缩比，提高最终制造的炉管的晶粒度等级，从而提高炉管的高温强度。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺，通过合理的热处理方法，提高最终制造的炉管的抗晶间腐蚀性能，从而保障了炉管的使用性能。

本发明的上述技术问题可采用如下技术方案来解决，一种加氢裂化装置用炉管的制造工艺，该工艺包括选料及备料步骤、冶炼步骤、浇注步骤、锻造步骤、热穿孔步骤、轧制步骤以及热处理步骤；其中在选料及备料步骤中，选用P含量低于或等于0.005％的纯铁为铁基原料，选用铁合金作为基本的合金原料。

在本发明中，所述的铁合金中，Cr铁中的Cr含量大于65％，P含量小于0.03％；镍板为1#电解镍，其中镍+钴的含量不小于99.97％，Nb合金选用70A以上的铌铁。

在本发明的选料备料步骤中，选用块状的铁合金和石灰，其中石灰为1级品80-60mm，钛铁为50-100mm。

在本发明的选料备料步骤中，选用经烘烤干燥后的耐火材料、合金及保护渣。

在本发明的冶炼步骤中，采用电弧炉冶炼+氩氧炉(AOD)双联精练方法，并具有一次不锈钢去P步骤。

在本发明的冶炼步骤中，采用纯氩气保护。

在本发明的浇注步骤中，采用纯氩气保护。

在本发明的锻造步骤中，锻造比为4-7之间。

在本发明的轧制步骤中，采用冷扎方法，其中冷扎变形率为35％-50％。

在本发明的热处理步骤中，先进行固熔处理，然后再进行稳定化热处理。

在本发明的上述固熔处理步骤中，固熔处理的温度为1100℃-1150℃，保温时间为大于2.5min/mm壁厚，然后快速冷却，使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留至室温。