[发明专利]大口径气瓶用无缝钢管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用顶推式扩径方式生产大口径气瓶用无缝钢管的方法，属于无缝钢管制造领域。

背景技术

随着世界能源的紧缺，天然气的开发势在必行。而我国天然气地藏丰富，尤其是西部地区，开发和使用天然气有得天独厚的地源优势。压缩天然气(CNG)作为城市交通能源经济又环保的绿色能源，已得到了广泛的应用。

管束拖车主要用于运输和储藏压缩天然气(CNG)，大型高压无缝容器的安全、可靠、节省空间、安装方便等优势得到了用户的一致好评，其流动、方便的运输特性为城市通用设施流动供气，为固定加气站的气体运输提供了极大的便利。

大口径长管束拖车用气瓶主要原材料是大口径无缝钢管。由于使用环境恶劣，在使用过程中温度范围变化大，承载着巨大压力，因此，为了保证该拖车在使用过程中的安全，必须要求大口径拖车用气瓶用无缝钢管的钢质纯净度高、强度高、塑性、韧性好、几何尺寸精度高，表面质量好。因而生产难度大。

目前采用热轧生产该品种无缝钢管有以下工艺形式：

(1)连轧管机组+斜轧扩径机；

坯料采用连铸园坯，由340MPM限动芯棒连轧管机供管坯，再采用斜轧扩径机生产工艺生产该品种。该先进的工艺设备是现代生产大口径、中薄壁厚无缝钢管的最佳方法，但投资成本非常大。目前意大利达尔明钢管厂、天津无缝钢管公司均采用此工艺。

(2)斜轧穿孔+均整机+钢管内外表面整体机械修磨；

采用钢坯经穿孔，均整机均匀壁厚，最后通过对钢管的整体机械修磨，才能满足该产品的要求。该生产工艺成本低，但修磨量大，金属消耗多。

(3)∮508周期轧管+拉拔式扩管或∮340连轧管+拉拔式扩管；

生产工艺简便，成本低，但钢管的壁厚精度难以满足要求。

(4)连铸圆坯经二次穿孔+钢管内外表面整体机械修磨

据高新产品网(www.chinahtp.com)报道，江苏诚德钢管股份有限公司开发用于制造气瓶用热轧大口径无缝钢管，钢管牌号4130X，钢管外径∮599mm，允许偏差±1.0％D，钢管壁厚17.0mm，允许偏差0～+25％S。江苏诚德钢管股份有限公司坯料采用连铸圆坯经二次穿孔的生产工艺生产该品种高压气瓶钢管。该生产工艺生产的高压气瓶钢管，产品的尺寸精度差、内、外表面质量差，产品质量不能满足要求，需要通过内外表面机械修磨达到。且产量低、生产成本高。

为了适应高压气瓶的迅速发展的需求，开发生产成本低，几何尺寸精度高、内外表面质量高的大口径长管束拖车气瓶用无缝钢管，尤其是生产外径∮559mm，外径公差±1％；壁厚10～20mm，壁厚公差0～+25％，长度达11.0～12.5m，每支钢管的实际重量小于或等于中间壁厚的理论重量值的高压气瓶钢管的方法已成为当务之急。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产几何尺寸精度高、内外表面质量好的大直径高压气瓶用无缝钢管的方法。尤其是生产外径∮559mm，外径公差±1％；壁厚10～20mm，壁厚公差0～+25％，长度达11.0～12.5m的高压气瓶钢管。且要求每支钢管的实际重量小于或等于中间壁厚的理论重量值。

本发明的技术方案：以圆连铸坯为坯料，采用340MPM限动芯棒连轧管机+顶推式扩径法生产。其特征在于：顶推式扩径过程中，加热钢管的温度应控制在900～950℃，推制速度：90～120mm/min。优选100-110mm/min。

顶推式热扩径的方法一般采用中频感应加热，在交变磁场的作用下，钢管内部产生涡流，将电能转变为热能。涡流的渗透力与频率有关，频率低则渗透力越强，反之则弱。顶推式热扩径时，顶头不动，而传动装置将钢管以一定速度推上顶头进行扩径；同时，采用感应加热使钢管在变形区域或紧靠变形区域时进行加热。推制速度是单位时间内传动装置推动钢管前进的距离。推制速度过快，造成扩管温度降低，会导致低温扩管撕裂；推制速度过慢，致使推制温度上升，产生鼓包、堆钢等缺陷，同时还会降低工具使用寿命。

本发明顶推式扩径过程中时是一道次扩径，总扩径量：控制在200～205mm。

340MPM限动芯棒连轧管机组制成管坯时，控制荒管壁厚公差荒管壁厚极差1.0～1.8mm，优选1.0～1.5mm。

具体实施方式之一，包括以下步骤：

a、坯料加热：炉膛保持微还原性气氛；

b、锥形辊穿孔机穿孔：根据不同的生产规格，选择相应的穿孔顶头尺寸，毛管外径控制在428～432mm；

c、340MPM连轧管机组轧管：5个机架与水平面呈45°角，相互间呈90°角交叉布置；