[发明专利]直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管制造方法，特别是直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管及生产方法。

背景技术

随着工业的发展，用于制造运输各种气体的大直径气瓶的无缝钢管的需求量也在逐步增加。车载大直径气瓶多数用于充装易燃、易爆介质，比如压缩天然气等，而且要反复充装，其使用温度为-40℃～+60℃，因此对制造气瓶材料的要求十分严格，例如要求热处理后的组织要求为回火索氏体且晶粒度不大于8.5级、屈强比不大于0.9等。其次，为了增加气瓶容重比和保证安全性，对制作气瓶的无缝钢管的表面质量、几何尺寸及公差等也提出了比常规气瓶管更苛刻的要求。

然而，采用国标30CrMo或ASTM A519中4130钢，其淬透性较差，低温韧性不足。其次，在制造方法方面，国内制管工艺难以完全满足直径559～711mm、壁厚16～30mm、长度11m的气瓶用无缝钢管的高尺寸精度需要。例如；大顶管工艺简单，生产的钢管尺寸大，但产品几何尺寸精度差，生产效率低；皮尔格周期轧管工艺可以热轧生产直径559mm以上大直径气瓶管但生产效率低，几何尺寸精度和表面质量较差；拉拔扩管工艺制造的气瓶管虽然表面质量较高，可达到高纯气体气瓶用钢管的要求，但由于每道次扩径量不能太大，所以生产效率低，且由于塑性变形量小，热处理后组织粗大，产品低温韧性较差；国内江苏诚德钢管公司采用二次斜轧穿孔+均整工艺来生产大直径气瓶管。该工艺的优点是生产流程短，缺点是产品几何尺寸偏差大，且由于塑性变形量小，热处理后组织粗大，产品低温韧性较差。

总之，现有的大直径无缝钢管的难以完全满足车载高压气瓶对高强高韧性、大规格、高尺寸精度、高生产效率的气瓶用无缝钢管的需要，尤其是直径559～711mm、壁厚16～30mm、长度11m的气瓶用无缝钢管的需要。

发明内容

为解决现有车载大直径高压气瓶用无缝钢管的不足，本发明的目的是提供一种直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管及生产方法，满足车载气瓶运输天然气的需要，提高车载高压气瓶用无缝钢管在低温下的韧性和强度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管，其中：该钢管化学成分以重量百分比为：0.27％～0.37％C、0.15％～0.35％Si、0.70％～0.95％Mn、P≤0.010％、S≤0.005％，0.80％～1.3％Cr、0.15％～0.50％Mo、0.2％～0.5％Ni、0.10％～0.3％Cu、0.020～0.050％Al、V+Nb+Ti+B+Zr≤0.15％，其余为铁及微量杂质元素。

同时提供一种直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管的生产方法。

本发明的有益效果是使用该工艺方法具体表现在：1)合金设计以常规30CrMo钢为基础，保持C含量不变，提高Mn、Cr、Mo的含量，同时控制Al、V、Nb、Ti、B、Zr等元素的含量，以获得淬透性、强度及低温韧性等性能的良好匹配，完全可以满足车载大直径高压气瓶对高强度、高韧性和低屈强比等性能的要求；2)在生产车载大直径气瓶用无缝钢管方面，采用两步轧管法：首先由460PQF限动芯棒连轧管机组将连铸坯热轧成高精度荒管，然后再由720斜轧旋扩机组将荒管热轧成成品管。采用该种方法可以生产最大直径为711mm、壁厚16～30mm、长度11m的车载大直径高压气瓶用无缝钢管，钢管组织致密，晶粒细小，屈强低，低温冲击韧性优异，同时生产效率高，金属消耗小；3)该方法生产高压气瓶用无缝钢管不但产品规格大，而且几何尺寸精度高、生产效率高，适合大工业生产。

具体实施方式

结合实施例对本发明的直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管及生产方法加以说明。

本发明的直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管，该钢管化学成分以重量百分比为：0.27％～0.37％C、0.15％～0.35％Si、0.70％～0.95％Mn、P≤0.010％、S≤0.005％，0.80％～1.3％Cr、0.15％～0.50％Mo、0.2％～0.5％Ni、0.10％～0.3％Cu、0.020～0.050％Al、V+Nb+Ti+B+Zr≤0.15％，其余为铁及微量杂质元素。

所述直径559～711mm车载高压气瓶用无缝钢管的生产方法具体包括以下步骤：

(a)炼钢和连铸圆坯