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ASME SA-213 T91钢管
双击自动滚屏 发布者:dwfgc 发布时间:2014-11-20 阅读:2370次 【字体:

ASME SA-213 T91高压锅炉用无缝钢管冷拔生产工艺研究_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。第37卷第2期 2009年4月 金囊材料与冶金工程METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING V01.37 Apr NO.2 2009 ASME S

第37卷第2期 2009年4月 金囊材料与冶金工程METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING V01.37 Apr NO.2 2009 ASME SA一2 1 3 T9 1高压锅炉用 无缝钢管冷拔生产工艺研究李旭升,陈绍林,田(衡阳钢管(集团)有限公司,湖南 摘 研衡阳421001) 要:介绍了ASME SA一213 T91高压锅炉管的冷拔生产工艺,分析了其缺陷,提出了可行的酸洗、 热处理及冷拔工艺参数.取得了理想的效果。 关键词:高压锅炉管;ASME SA一213”191;冷拔工艺;缺陷 中图分类号:TG356.52 文献标识码:A 文章编号:1005—6084(2009)02—0035—04 Research of Cold Drawn Technology for High Pressure Boiler Tube ASME SA一213 T91 LI Xu—sheng,CHEN Shao?lin,TIAN Yan (Hengyang Steel Tube(Group)Co.玩,Hengyang 421001,China) ABSTRACT:This paper introduces and analyzes the cold drawn technology and defect ofhigh pressure boiler tube ASME SA一2 1 3 T9 1,proposes feasible technical parameter of pickling,heat treatment and cold drawn,and acquires the satisfactory effect. KEY WORDS:high pressure boiler tube;ASME SA-213 T91;cold drawn technology;defect ASME SA一213 T91钢具有高的热强性能。 和工艺性能都能达到ASME标准要求。 良好的持久塑性和焊接性能,以及良好的抗氧 化和抗腐蚀性能.可用于制造金属壁温<625℃ 的高压锅炉再热器、过热器等受热面管和金属 壁温≤600℃的锅炉集箱、蒸汽导管等。现阶 段,ASME 由于ASMESA一213 1 生产工艺用户需求ASMESA一213 T91钢管(化学 T91钢已逐步成为我国制 成分见表1)规格大多以小口径钢管为主,由于 热轧机组能力限制,多数不能直接生产,国内 生产ASME SA一213’1”91钢管厂家多以热轧提 供毛管(荒管)供冷轧生产。衡阳华菱钢管集 团有限公司为生产ASMESA一213 造大容量亚临界和超临界电站锅炉的主要钢种。SA一213 T91钢合金元素含量较多. 且铬含量较高,因此采用传统的冷拔生产方式 十分困难。衡阳华菱钢管集团有限公司冷拔分 厂经过不断探索,已摸索出成熟的冷加工工艺 方案,成功地批量生产出ASMESA一213 T91 T91钢管, 通过89连轧管机组生产毛管,供冷拨管分厂生 产成品.冷拔分厂采用多道次循环冷拔生产成 品钢管。89连轧管机组生产ASMESA一213 钢管。钢管尺寸和内外表面精度高,机械性能收稿t:l期:2009—03—08 作者简介:李旭升(1968一),男.工程师,主要从事轧印工艺和质量管理工作a 万方数据 36 金属材料与冶金工程 V01.37 No.2 T91钢管的工艺路线为:管坯切断一环形炉加热 一两辊锥形辊穿孔一六机架半浮芯棒连轧一步进 炉加热一高压水除磷一二十四机架微张力减径一 锯切一毛(荒)管。 表1 ASME SA一213 T91钢化学成分(%) 1.1 毛(荒)管准备及质量检验 为了确保投入冷拔生产的毛管质量合格, 装入库。 毛管热打头时.加热温度在相变点温度以 上.头部强度、硬度较高,需要进行毛管高温 回火:半成品检验及修磨,是为了清除毛管带 来的较隐性而通过冷拔后所暴露出米的及冷拔 自身产生的缺陷。以保证钢管质量;成品预热 回火及矫直目的是为成品热处理做准备,以便 保证成品管机械、工艺性能均匀稳定。 1.3工艺参数的选择1.3.1 对毛管进行了认真准备及仔细的质量检验。毛 管准备及检验的工艺路线为:热轧毛管一毛管定 切一高温回火一矫直一涡流探伤+超声探伤一毛 管检验修磨一毛管热打头及头部打孔。 热轧毛(荒)管终轧温度在相变点以上, 以至强度和硬度高、塑性差.直接矫直会出现 钢管纵向裂纹或炸裂。因此,在矫直前,毛管 要进行高温回火处理,降低强度和硬度、提高 塑性。 1.2冷拔工艺流程 毛管高温回火一毛管酸洗及润滑一短芯棒冷 拔一高温回火一酸洗一半成品检验及修磨一酸洗 及润滑一第二道短芯棒冷拔一轧头一高温回火一 酸洗一半成品检验及修磨一酸洗及润滑一空拔一 高温回火一酸洗一半成品检验及修磨一酸洗及润 滑一空拔成品一预热高温回火一矫直一成品正火 +回火一矫直一切头尾及取样一理化检验一涡流 探伤+超声探伤一切肓区及定尺一人工检验一包 表2热轧及正火ASME 热处理工艺参数ASME SA一213 T91钢在热轧及正火后冷 状态时.强度及硬度高,塑性差(见表2)。为 了降低ASMESA一213 T9l钢冷拔时强度及硬 度.提高塑性,找到适合冷拔生产的最佳热处 理工艺。通过查找CCT曲线,可以看出ASMESA一213 T91钢的Ac,相变点为905.5 oc,Ac J 为840.9 oc,Ms为420’12,Mf为240 oC。经过 试验.ASMESA一213 T9l毛管及半成品经高 温回火处理后.可以获得强度及硬度较低,塑 性较好的物理性能(见表3)。 T91钢管机械性能 SA一213 表3高温回火ASME 钢管机械性能 SA一213 T91 1.3.2硫酸酸洗参数… ASME SA一213 T9l钢中铬含量较高。热 轧或热处理后的钢管表面氧化膜中存在ChO,和 尖品石FeO?Er903,酸洗比较困难。ASME一213 SA T9l钢管氧化铁皮若不清除干净。冷拔时 会造成抖纹及钢管内外划道。为了清除AS/VIESA一213 T91钢管的氧化铁皮.经过不断试验, 万方数据 2009#-g 2期 李旭升等:ASMESA一213T91高压锅炉用无缝钢管冷拔生产工艺研究 37 确定选用含有三价铁硫酸盐的硫酸溶液酸洗, 且在硫酸溶液中加入了少量食盐及专用添加剂, 酸洗效果较好。硫酸酸洗的参数为:硫酸浓度 (H:S04)12%一15%,食盐(NaCI)少量,添加 剂l%.3%,亚铁含量在100—2009/t,,酸洗温 度70~80℃,酸洗时问60—90 1.3.3专用润滑油润滑ASME SA一213 T91钢管属于高合金钢,min。 1.3.4冷拔工艺ASME SA一213 T91钢管冷拔生产变形抗 力大,因此,对工模具强度及硬度要求高,采 用短芯棒拔制时。拉杆要求具有足够的强度, 生产过程中拉杆才不会发生较大的弹性变形, 否则.会发生模具粘钢划道及拉杆抖动而造成 钢管划道及抖纹,影响钢管实物质量。生产时 使用加厚硬质合金外模,强度及硬度较高的渗 金属内模或工模钢内模。短芯棒拉杆选用直径 较大及强度高的材料;拔制速度不能太大。短芯 棒拔制时,拔制速度应在15 m/min以下,无芯棒 拔制时,拔制速度在25m/min以下。拔制速度快, 工模具发热大.易粘钢。ASMESA一213 T91 采用传统的磷化工艺及皂化工艺润滑效果不好, 冷拔时钢管易打枪断头及产生严霞划道。衡阳 华菱钢管集团有限公司生产ASMESA一213 T91钢管.采用了专用润滑油,专用润滑油润滑 效果较好。专朋润滑油润滑的工艺路线为:酸 洗一水洗一干燥一专用润滑油一沥干一冷拔。表4 钢管冷拔工艺对比试验见表4和表5。 ASME SA一213 T91钢42×3.5冷拔工艺一 通过以上两种冷拔工艺,经大批量生产实 验证明以上工艺路线完全适合ASME T91钢管冷拔生产。对ASME 表6和表7。ASME SA一213 T91钢管在冷拔变形量较SA一213 表6 ASME SA一213 T91钢管 冷拔前后试验结果木 SA一213 T9l钢 管进行了冷拔前后力学性能试验.试验结果见 小时。加工硬化就达到一个较高的程度,随着 变形量增加,只有少量加工硬化。因此在安排 冷拔生产工艺时,延伸系数相对可以取大些。 这样可以减少中间准备工序,降低生产成本, 加快钢管生产周期,提高钢管实物质量。考虑 到拉杆、螺钉及内模强度,带芯棒拔制时,延 ?Al、A2为退火毛管:B1、B2为拔制第一道次;C1、 C2为57x3.9未退火连拔第二道次,规格49x39;AI、 Bl、Cl为同一根钢管;A2、B2、C2为同一根钢管。 万方数据 38 金属材料与冶金工程 V01.37 No.2 表7 ASME SA一213 T9I铜管 发热进而粘钢产生划道。取得了较好效果。 2.3抖纹 ‘ 冷拔前后试验结裂 抖纹是指在短芯棒生产时,钢管内外表面 呈现高低不一.数目不同的波浪形环痕,有的 是连续的,有的是断续的,可能是整圈的,也 有可能不是整圈的。造成抖纹的具体原因是:酸 洗和润滑质量不好.拔制时摩擦力增加而且不断 变化.热处理后沿钢管长度力学性能不一致,芯 棒拉杆过长过细,芯棒位置过前或过后,以及变 形量过大等。通过提高酸洗、润滑和热处理质量 ?A一由63.5X5一道直接拔制到57×3.9:B一由63.5 及避免使用直径过细拉杆,正确调整芯棒位置, 合理安排变形量等.可以防止抖纹的产生。2.4纵向开裂 ×5一道直接拔制到60X4.3;C一由60x4.3不退火. 直接拔制到57x3.9。 伸系数一般在1.25—1.50,无芯棒拔制时,由于 金属变形不均匀.金属内部存在较大的残余应 力,延伸系数一般在1.15。1.30。ASME213 SA一 纵向开裂是指钢管呈现穿透管壁的纵向裂 开,具有突发性。一般发生在全长,有时发生 在靠锤头部分一端。一般管纵向开裂通常出现 在无芯棒拔管中.ASMESA一213 T91钢管冷拔后都存在着较大的残余应力. T91钢管带 冷拔后若不及时进行热处理,钢管在残余应力 及各种介质的作用下。会发生纵向裂纹甚至全 长炸裂。试验证明.ASMESA一213 芯棒拔制后,若不进行热处理,放置时间较长, 也会发生纵向开裂。纵向开裂的具体原因为变 形量大。拔制后钢管内存在较大的拉伸残余应 力。为了避免出现纵向开裂。合理安排变形量 及拔制后的钢管应及时进行热处理。 3 T91钢管h。 冷拔后至热处理前.放置时间不能超过8 2 缺陷分析ASME SA一213 T91冷拔钢管主要缺陷有: 结 论SA一213 内折、划道、抖纹、纵向开裂等。2.1 (1)采用高温回火工艺对ASMET9 内折 内折是指在钢管的内表面呈片状、直线状 1毛管及半成品进行热处理.钢管可获得塑性较 高、强度及硬度较低的力学性能,适于冷拔生产。 (2)通过在硫酸溶液中加入少量工业食盐 及添加专用的添加剂,可以得到好的酸洗效果。 (3)采用专用润滑油润滑,润滑效果好, 钢管划道少。 (4)冷拔延伸系数,芯棒管在1.25.1.50, 元芯棒拔制在1.15一1.30,冷拔生产正常.钢管 不易出现抖纹和纵向裂纹。 (5)通过以上工艺实践,已经生产出数百 吨ASMESA一213 或螺旋状的折叠。这种缺陷有全长性的,也有 局部的。主要是毛管穿孔及连轧生产时产生的, 冷拔生产一般不会产生内折缺陷。 2.2划道 划道是指钢管内外表面上呈现纵向直线形 的连续或不连续的长短不一的划痕,多为沟状。 主要有两种情况,一种是钢管酸洗时氧化铁皮 未洗净,冷拔时氧化铁皮粘结在模具表面而划 伤钢管:另一种情况是钢管润滑质量不良,润 滑膜起不到隔离变形金属与模具作用,造成模 具发热粘钢而引起划道,另外模具及钢管本身 存在的质量缺陷也会造成划道。为了预防和消 除这种缺陷。必须提高酸洗和润滑质量,使用 强度及硬度高、光洁度好的模具,在实际生产 中,通过采朋两套模具轮换生产.避免了模具 T91钢管,生产正常.钢管 尺寸和内外表面精度高,机械性能和工艺性能 都能达到ASME标准要求

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