[发明专利]一种低温无缝钢管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于无缝钢管生产领域，关于一种低温用无缝钢管及其生产方法，特别涉及-70℃环境用低温无缝钢管及其生产方法。

背景技术

在工业生产中，低温无缝钢管主要应用于低温输送流体管道、低温压力容器、石化设备以及低温结构用管等领域。目前广泛应用的低温无缝钢管主要分为以下两类：

低碳高锰钢系列：该系列低温无缝钢管主要通过提高锰碳比及加入细化晶粒的微量合金元素的方法来提高材料的低温冲击性能，如国标GB/T18984-2003《低温管道用无缝钢管》中适用于-70℃的09Mn2VDG钢管。

含镍钢系列：该系列低温无缝钢管主要通过在钢中加入一定含量的镍元素来提高材料的低温冲击性能。如美标ASTM A333《低温作业用无缝和焊接钢管》中适用于-70℃的Gr7钢管。

由于我国锰资源丰富，价格较低，而镍为稀缺资源，价格昂贵，因此，低碳高锰钢系列低温无缝钢管的生产成本较低，经济效益显著，在我国的低温无缝钢管领域应用比较广泛，应用前景也十分广阔。

在GB/T18984-2003《低温管道用无缝钢管》与ASTM A333《低温作业用无缝和焊接钢管》中，均未对低温钢管焊接后的力学性能作出规定与要求。由于每根钢管的长度有限，低温无缝钢管在使用过程中一般需进行焊接。受焊接热循环影响，焊接接头处会形成组织性能不均匀的焊接热影响区(HAZ)。该区域的拉伸性能虽不稳定，但能够满足使用要求，而与母材相比，该区域粗晶区的冲击性能却出现大幅度下降，甚至无法满足使用要求。

为保证低温无缝钢管焊接后热影响区的冲击性能仍然能够满足使用要求，在低温无缝钢管焊接后通常要进行焊后热处理。而在很多不宜进行焊后热处理的工况条件下，低温无缝钢管焊接后的冲击性能就无法得到保证。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供了一种低温无缝钢管及其生产方法，该低温无缝钢管在焊接前后的力学性能均满足GB/T18984-2003《低温管道用无缝钢管》的要求。

本发明的一方面提供了一种低温无缝钢管的生产方法，所述生产方法包括依次进行的以下步骤：

a、冶炼管坯，所述管坯的化学成分按重量百分比计为C：0.065-0.085％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.9～2.1％，V：0.05-0.10％，Nb：0.02-0.04％,Re：0.04-0.06％,Cr：0～0.10％，Ni：0～0.10％，Mo：0～0.05％，Cu：0～0.10％，As：0～0.015％，Sn：0～0.010％，P：0～0.015％，S：0～0.010％以及余量的Fe。

b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的加热温度为1220～1260℃，控制终轧温度为860～900℃。

c、将制成的无缝钢管进行正火热处理，正火温度为910-950℃，保温时间根据壁厚尺寸计算为3.5-4.5min/mm。

d、正火冷却。冷却条件满足下列特征的冷却方式：冷却温区在900-500℃内，钢管表面平均冷速25℃/min<V_表面<75℃/min(“表面冷速”为内外表面的加权平均冷速)。

根据钢管壁厚与外径的不同可以分别采用空冷、风冷或雾冷的方式。其中，当钢管外径/钢管壁厚＞20的时候，正火冷却采用空冷的方式；当9≤钢管外径/钢管壁厚≤20的时候，正火冷却采用风冷的方式；当钢管外径/钢管壁厚＜9的时候，正火冷却采用雾冷的方式。

本发明另一方面所提供的低温无缝钢管的化学成分按重量百分比计为C：0.065-0.085％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.9～2.1％，V：0.05-0.10％，Nb：0.02-0.04％,Re：0.04-0.06％,Cr：0～0.10％，Ni：0～0.10％，Mo：0～0.05％，Cu：0～0.10％，As：0～0.015％，Sn：0～0.010％，P：0～0.015％，S：0～0.010％以及余量的Fe。

与现有技术相比，本发明所提供的技术的有益效果包括：得到了一种适用于-70℃环境用低温无缝钢管，并且其焊接后的力学性能满足GB/T18984-2003《低温管道用无缝钢管》的要求。因此，该低温无缝钢管在焊接后不须再进行焊后热处理，节约了能源，经济效益显著。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细描述本发明的-70℃环境用低温无缝钢管及其生产方法。