[00135944]高压管道用25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管

1、课题来源及背景 随着我国船舶、化工行业的不断发展,其海水系管道和苛刻化工条件用管的需求也日益增加,其中耐高压、耐点蚀性能高的无缝管材需求也一定程度上增加。高压空气管道的环境服役压力最大可达40MPa,因此对于管材的强度、韧性等性能和生产制造都提出了较严格的要求。综合考虑性能和经济成本, 25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管材因其高强度、高耐点蚀性能并且使用经济成本较低,成为了海水系管道,化工运输管道,尤其是高压空气管道的首选材料。 25Cr型超低碳超级双相不锈钢是由早期的Cr25Ni5型钢,加入1%~3%的Mo,提高了钢的耐蚀性能,如日本的SUS 329J1,NTKR-4,英国的Zeron25钢等均是改良后的25Cr型超级双相不锈钢。 本项目研制的25Cr型超低碳超级双相不锈钢化学成分中含有24%-26%的Cr,5.5%-8.0%的Ni,其PRE值在34.5以上,具有优异的耐海水腐蚀性能和高的强度,且拥有良好的工艺焊接性和使用焊接性。高压管道用25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管材拟通过挤压开坯,配合冷轧工艺及合理的热处理制度,以期获得高强度、耐腐蚀性能优异满足客户使用技术条件的的成品管材。 2、研究目的与意义 此项目的开展对船舶、化工高压用管道建设意义重大,研发成功后,不仅将标志着本公司在产品研发上又上一个新的台阶,扩大公司的影响力,同时也实现高压管道用 25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管材国产化,打破国外垄断。 3、主要研究内容及创新点 从高压管道用25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管性能需求出发,进行热挤压成型、冷加工成型、热处理、尺寸精度控制、表面质量控制等工艺环节研究开发,原材料成分设计、热挤压工艺、冷加工工艺及热处理工艺既是研究难点也是研究创新点。 1) 原材料成分设计 本项目中高压管道用25Cr型超低碳双相不锈钢无缝管材主要应用在海水下高压空气管道,在性能上要求具有较高的强度,较好的耐腐蚀性能和较高的冲击韧性,这与25Cr型超低碳双相不锈钢中合金成分的控制密切相关。根据PREN点腐蚀当量计算公式（PRE=%Cr+3.3%Mo+16%N）可以得知,适当提高Cr、Mo、N等元素含量,能够有效的提高25Cr型超低碳双相不锈钢的耐点腐蚀能力。为了满足本项目中管材高压、高强度、高耐腐蚀性能要求,在满足标准要求前提下,尽量提高Cr、Mo、N等元素的含量,是的本项目中原材料的PREN值在34.5以上;为了提高材料的冲击韧性,适当的提高Ni的含量。同时降低P、S等元素的含量,最大限度的提高材料的纯净度。 2) 热挤压工艺研究 研究挤压参数对产品性能的影响,包括挤压比、挤压温度等。确定最佳的工艺参数,保证荒管组织、尺寸精度和表面质量,为后续冷加工工艺提供了优质的荒管,并为最终的成品管材提供了可靠的质量保证。 3) 冷加工工艺研究 25Cr型超低碳双相不锈钢的加工硬化现象较为明显,在保证冷轧变形顺利的情况下,同时要保证无缝管材的力学性能要求,其屈服强度要求450MPa以上。本项目涉及到的典型规程产品的生产,合理制定冷加工工艺参数,如变形道次、每道次变形量、轧制速度、轧制送进量等,结合工模具控制,得到符合要求的中间品和成品管,如内外表面均光滑无划痕、划伤等轧制缺陷。 4) 热处理工艺研究 热处理是调整管材在不同阶段的综合性能的一个关键环节,通过冷变形工艺研究,同时结合热处理工艺研究,可以准确控制管材的组织状态。针对几大技术指标,设计一整套热处理方案,得到保温温度和保温时间的匹配矩阵数据,控制每个道次的热处理温度和保温时间,进行各项性能检测,获得均匀的成品组织,为批量生产提供可靠理论依据。 4、社会效益 目前久立开发的高压管道用25Cr型超低碳超级双相不锈钢无缝管,目前已完成工艺定型,部分产品已经开始交付,包含渤海造船厂的产品,已形成初步的市场效应。 5、知识产权及获奖情况 该类产品技术目前已授权发明专利1件,承担浙江省重点研发计划择优委托项目1项。