[发明专利]一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法

说明书

本发明公开了一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法，在钛合金管材制备工艺中的开坯轧制前进行管坯预制备工艺，所述管坯预制备工艺包括管坯预轧制、内表面镗孔和外表面车削。本发明通过在现有钛合金管材制备工艺中的开坯轧制前进行管坯预制备工艺，有效减少管坯的内、外径偏差，进而消除或减少了管坯内外表面缺陷，得到满足工艺要求的管坯，大幅减少后续加工过程中管材内外表面裂纹的产生和拓展，从而提高了钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率，且获得的产品精度高且具有良好的稳定性，在满足和稳定产品质量的同时提高了加工效率，便于推广使用。

技术领域

本发明属于钛合金无缝管材加工技术领域，具体涉及一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法。

背景技术

金属钛被誉为21世纪金属，属于稀有金属的一种，其主要特点是密度小、质量轻、强度高、耐腐蚀，广泛应用于大型化工项目的换热器等多个方面。随着化工项目产能的增大，其配套的钛换热器的体积越来越大，所用无缝管材的长度越来越长。2005年左右换热器所用管材单支长度基本上集中在6000mm左右，从2010年开始管材单支长度已经突破10000mm，甚至更长。随着管材单支长度的增加，其生产难度和质量控制成几何倍数增加。

出口用换热器的钛管材执行的是ASTM B338或者ASME SB338标准，这两个标准除了在其它方面有很严格的要求外，特别是对超声波无损检测要求更高，这就对管材的内外表面质量和加工过程提出了更高更严格的要求。目前，对于钛合金超长无缝管材传统的加工方法如下：棒坯→钻孔→包铜皮→挤压→除铜酸洗→下料→刮修→开坯轧制→除油、酸洗、退火→刮修→中间多道次轧制→除油、酸洗、退火→刮修→成品轧制→除油、酸洗、退火→成品矫直、平头→超声波探伤检测→切定尺→最终检测→成品入库。在该工艺下，钛管材的超声波探伤合格率可以达到70％左右，也就是说至少有30％的管材不合格，造成原材料的浪费，致使生产成本和材料成本居高不下。

钛材属于稀有金属，价格非常昂贵，对于超长纯钛无缝管材来说，如何提高超声波探伤合格率，便是提高成材率、降低生产成本、提高生产效率的最关键因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法。该方法通过在现有钛合金管材制备工艺中的开坯轧制前进行管坯预制备工艺，有效消除或减少了管坯内外表面缺陷，得到满足工艺要求的管坯，大幅减少后续加工过程中管材内外表面裂纹的产生和拓展，从而提高了钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法，其特征在于，在钛合金管材制备工艺中的开坯轧制前进行管坯预制备工艺，所述管坯预制备工艺包括管坯预轧制、内表面镗孔和外表面车削。

本发明中的钛合金超长无缝管材制备工艺如下：棒坯→钻孔→包铜皮→挤压→除铜酸洗→下料→刮修→开坯轧制→除油、酸洗、退火→刮修→中间多道次轧制→除油、酸洗、退火→刮修→成品轧制→除油、酸洗、退火→成品矫直、平头→超声波探伤检测→切定尺→最终检测→成品入库。

该钛合金超长无缝管材的制备过程中，为了提高超声探伤合格率，通常在完成开坯轧制的第一道次大变形量轧制后经除油、酸洗、退火等工序后，再进行内表面镗孔处理，并采用人工刮修对外表面进行处理。在第一道次大变形量轧制后，钛合金管材内表面和外表面均因金属发生大变形流动，导致新裂纹的产生或者原始裂纹的拓展，采用内表面镗孔和外表面人工刮修的方法虽然可以去除一部分裂纹，但不能彻底消除裂纹，在后续的的轧制过程中，因裂纹未处理干净会导致该裂纹继续发生拓展和延伸，最终导致产生探伤合格率低。