[发明专利]热轧方式生产大口径长管气瓶用无缝钢管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用热轧方式生产大口径长管气瓶用无缝钢管的方法，属于大口径无缝钢管制造领域。

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)格洛斯穿孔+均整机：采用圆坯经穿孔，然后用均整机均匀壁厚。该生产工艺成本低，产量大，但钢管内表面螺旋道无法消除，不能满足该产品的要求。

(3)本申请的申请人前期的研究，∮508周期轧管+拉拔式扩管或∮340连轧管+拉拔式扩管：

该方法生产工艺简便，成本低，但钢管的壁厚精度难以满足本发明的要求。

(4)江苏诚德钢管股份有限公司采用连铸圆坯经二次穿孔+钢管内外表面机械修磨

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、中薄壁厚高压气瓶用无缝钢管，尤其是生产外径∮559mm，外径公差±1％；壁厚12～20mm，壁厚公差0～+25％，长度达11.0～12.5m，通过国家标准GB/T5777中L2当量的超声波探伤合格的，且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该大口径、中薄壁厚高压气瓶钢管的方法。所生产的钢管几何尺寸精度高、内外表面质量好，且每支钢管的实际重量小于或等于中间壁厚的理论重量值。

本发明方法主要针对外径∮559mm，外径公差±1％；壁厚12～20mm，壁厚公差0～+25％，长度达11.0～12.5m的高压气瓶钢管。

本发明的技术方案：以圆连铸坯或圆波浪钢锭为坯料，采用508周期轧管机组+顶推式扩径法生产。其特征在于：采用508周期轧管机组制成管坯时，外径控制在∮450～508mm，壁厚控制在15.5～26mm；顶推式热扩管变形量(扩径量)控制在50～115mm。

上述方案在采用508周期轧管机组制成管坯时控制荒管壁厚公差-8％～+10％，荒管壁厚极差≤2.5mm。周期式轧管机轧辊直径控制在∮850～∮1050mm；喂入量20～25mm；轧辊侧壁开口角23度；芯棒长度4.8～5.2m，保证穿入毛管后露出400mm。

进一步地，实施上述方案时，顶推式扩径过程中，加热钢管的温度应控制在900～940℃，顶推速度：100～130mm/min，优选：加热钢管的温度为910～930℃，顶推速度：100～120mm/min。

本发明采用508周期轧管机组所供的管坯，508机组在现有的条件下尽可能供大直径管坯，即变形量尽可能集中在508机组，顶推式热扩管变形量相对减小，这样可提高钢管的尺寸精度。