[发明专利]P92无缝钢管及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种P92无缝钢管及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：S1，对原料依次进行冶炼和圆坯连铸，得到管坯；S2，对管坯依次进行第一加热、穿孔及轧制，得到荒管；S3，对荒管依次进行第二加热、定径、正火、热扩拔及回火，得到P92无缝钢管。本发明通过特定的原料成分设计、以及协同热扩拔与热处理相结合的工艺技术，出乎预料地提高了P92无缝钢管的成材率，且该P92无缝钢管还具有优异的综合性能，其各项性能指标均可以达到ASMESA335‑2021美国标准中对P92牌号钢管的要求。

技术领域

本发明涉及钢管制造技术领域，具体而言，涉及一种P92无缝钢管及其制备方法和应用。

背景技术

P92耐热钢具有优良的机械性能、优异的组织稳定性能、焊接性能、高温抗氧化性能和耐蚀性能。P92钢管服役温度最高可达580～610℃、蒸气压力最高可达24～30MPa。故而，P92耐热钢是620℃蒸汽温度以下的超超临界机组大口径锅炉管道的首选材料。通常，在作为超超临界机组大口径锅炉管道应用时，其工作状态为高温高压，在其工作环境下内表面承受着很高的压应力、内外表由于巨大温差具有极高的热应力。

超临界和超超临界火电燃煤机组主蒸汽管道、再热蒸汽热段管道一般是根据蒸汽的流量来确定内径、根据温度和压力设定壁厚，所以对钢管的内径尺寸要求非常严格，标准要求为0～3.2mm。超临界机组内径管直径一般在360～900mm之间，且内径要求偏差小于1％。现有技术中，采用直接热轧、热挤压会导致生产难度很大。且通常采用的锻造镗孔生产工艺、挤压内镗外拔工艺对金属消耗较大，从而会造成大口径内径P92钢管的成材率较低，进而造成产品价格居高不下，这对超超临界机组建设而言，无疑是不被接受的。故而，有必要提供一种新的大口径高温用P92无缝钢管制备工艺，以提高产品的成材率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种P92无缝钢管及其制备方法和应用，以解决现有技术在制备P92无缝钢管时存在的成材率较低等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种P92无缝钢管的制备方法，，制备方法包括以下步骤：S1，对原料依次进行冶炼和圆坯连铸，得到管坯；S2，对管坯依次进行第一加热、穿孔及轧制，得到荒管；S3，对荒管依次进行第二加热、定径、正火、热扩拔及回火，得到P92无缝钢管；其中，按重量百分比计，原料的化学成分包括：C：0.09～0.12％，Si：0.25～0.35％，Mn：0.45～0.55％，S≤0.005％，P≤0.012％，Ni：0.15～0.25％，Cr：8.7～9.2％，Mo：0.40～0.50％，Ti：0.01～0.10％，Nb：0.045～0.06％，Al≤0.015％，V：0.18～0.22％，W：1.65～1.9％，B：0.002～0.004％，Ti≤0.005％，Zr≤0.005％，N：0:045～0.065％、O≤30ppm、H≤2.0ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，热扩拔过程中，处理温度为745～760℃，管料的推进速度为65～120mm/min。

进一步地，在穿孔之前，制备方法还包括对管坯进行预打孔的步骤：以管坯的圆截面几何中心为圆心、直径为300～800mm进行预打孔，以在管坯中轴线方向形成贯穿通孔；优选地，对通孔的内表面进行防高温及防氧化处理。

进一步地，采用环形炉进行第一加热；优选地，第一加热的处理温度为1180～1230℃，处理时间为5～8h。

进一步地，采用步进式炉进行第二加热；优选地，第二加热包括顺次进行的预热段、加热段及均热段；更优选地，预热段的处理温度为930～950℃、处理时间为4～6h；加热段分为四段：加热一段的处理温度为970～990℃、处理时间0.5～1.0h，加热二段的处理温度为1140～1160℃、处理时间0.5～1.0h，加热三段的处理温度为1190～1210℃、处理时间1.5～2.0h，加热四段的处理温度为1210～1230℃、时间1.5～2.0h；均热段的处理温度为1220～1240℃、处理时间为1.5～2.0h。