鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管，該鋼管的成份按重量百分比為：C 0.16～0.20％、Si 0.17～0.25％、Mn 0.35～0.50％、Cr 0.15～0.30％、Ni 0.06～0.12％，余量為Fe，同時P、S、Al、Mo、Cu為鋼中殘余元素按標準控制量。同時還提供一種生產(chǎn)上述熱軋無縫鋼管的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的效果是通過微合金化，使碳鋼管的抗流體加速腐蝕速率能夠降低45％左右，使鋼-20℃的橫向低溫平均沖擊功提升250％左右，達到平均80J左右，延長了鋼管的使用壽命，減少了鋼管的更換頻率，進而提高了核電站的發(fā)電效率。從而使得鋼管在低溫下進行加工不會因此而產(chǎn)生裂紋并導致脆性斷裂，增加了鋼管在低溫環(huán)境下的操作安全性。
【專利說明】鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于抗流體加速腐蝕（FAC)，同時兼顧-20°C低溫沖擊韌性的一種鉻 鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，主要應(yīng)用于核電站常規(guī)島及核島非核級部 分。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力作為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚哪茉矗瑫r也是工業(yè)發(fā)展的血液，因此，需求量 相當大。而核電作為清潔能源，能夠做到有害氣體零排放，同時由于其安全性越來越高，因 此得到了國家的大力支持。
[0003] 常規(guī)島及核島非核級用碳鋼管，由于其工作相對處于介質(zhì)加速流動的環(huán)境，同時 介質(zhì)為過飽和蒸汽，需要防范其流體加速腐蝕。但普通碳鋼管的流體加速腐蝕速率高，為了 保證核電管運行安全，鋼管需要定期進行檢測和更換，增加了核電站的啟停頻率，降低了核 電站的運行效率，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時也增加了核電站其他鋼管熱疲勞失效的可能性。 因此碳鋼管高的流體加速腐蝕速率，不僅影響了核電站的工作效率，也使得核電站的安全 性受到影響。所以降低碳鋼管的流體加速腐蝕速率迫在眉睫。
[0004] 另外，我國核電站及核電裝備制造企業(yè)遍布沿海大部分地區(qū)，包括了遼寧等低氣 溫地區(qū)，因此常規(guī)島及核島非核級用碳鋼無縫鋼管還需要考慮其-20°c低溫下的沖擊韌性， 以保證鋼管加工及安裝過程的安全性，否則鋼管在低溫下進行加工和安裝，將會產(chǎn)生裂紋， 導致鋼管在加工過程或者運行過程中斷裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對核電常規(guī)島及核島非核級用碳鋼管的服役條件和使用條件，本發(fā)明提供了一 種鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，能在防止發(fā)生流體加速腐蝕的同時， 兼顧具備低溫沖擊韌性的特性。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管，該鋼 管的成份按重量百分比為：C 0· 16?0· 20%、Si 0· 17?0· 25%、Mn 0· 35?0· 50%、Cr 0. 15?0. 30%、Ni 0. 06?0. 12%，余量為Fe,同時P、S、Al、Mo、Cu為鋼中殘余元素按標 準控制量
[0007] 同時還提供一種生產(chǎn)上述熱軋無縫鋼管的生產(chǎn)方法，步驟如下：
[0008] ①管述冶煉：管述冶煉按權(quán)利要求1所述成分范圍進行控制原料；
[0009] ②軋管：管坯穿孔后，采用PQF高精度限動三輥連軋機組進行軋制，之后進行張力 減徑，總變形量達500%以上；為保證鋼管具有均勻的組織，張力減徑后鋼管的溫度要求控 制在880?930°C之間，同時保證鋼管冷卻溫度到350°C以下后再進行熱處理；
[0010] ③正火熱處理：由于米用微合金化，為保證合金兀素充分固溶，米用溫度為920°C 進行正火熱處理。
[0011] 本發(fā)明的效果是：通過添加〇. 15%?0. 30%的Cr,使碳鋼管的抗流體加速腐蝕 速率能夠降低45%左右，從而大大延長了鋼管的使用壽命，減少了鋼管的更換頻率，進而提 高了核電站的發(fā)電效率。另外我國核電站及核電裝備制造企業(yè)遍布沿海大部分地區(qū)，包括 了遼寧等低氣溫地區(qū)，如采用普通碳鋼，鋼管低溫下的韌性差，鋼管在加工及安裝過程中非 常容易發(fā)生脆性斷裂。為解決該問題，通過大量實驗以及多組成分優(yōu)化，在該碳鋼中加入 0. 06%?0. 12%的Ni，使鋼-20°C的橫向低溫平均沖擊功提升250%左右，達到平均80J左 右，從而使得鋼管在低溫下進行加工不會因此而產(chǎn)生裂紋并導致脆性斷裂，增加了鋼管在 低溫環(huán)境下的操作安全性。

【具體實施方式】
[0012] 結(jié)合實施例對本發(fā)明的鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及其生產(chǎn)方法加以說 明。
[0013] 本發(fā)明的鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管，該鋼管的成份按重量百分比為：C 0.16 ?0.20%、Si 0.17 ?0.25%、Mn 0.35 ?0.50%、Cr 0.15 ?0.30%、Ni 0.06 ? 0. 12%，余量為Fe,同時P、S、A1、Mo、Cu為鋼中殘余元素按標準控制量。
[0014] 所述的鉻鎳微合金化熱軋無縫鋼管的_20°C的低溫沖擊韌性達到80J，流體加速 腐蝕速率達到0. Ilmm/年。
[0015] 本發(fā)明的鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管的生產(chǎn)方法，包括有以下步驟：
[0016] ①管坯冶煉：管坯冶煉按上述成分范圍進行控制原料，尤其是Cr、Ni控制在中線 附近；管坯采用模鑄+鍛造的工藝進行生產(chǎn)。
[0017] ②軋管：管坯穿孔后，采用PQF高精度限動三輥連軋機組進行軋制，之后進行張力 減徑，總變形量達500%以上；為保證鋼管具有均勻的組織，張力減徑后鋼管的溫度要求控 制在880?930°C之間，溫度過低鋼管在兩相區(qū)內(nèi)變形，容易形成帶狀組織，溫度過高，容易 形成魏氏體過燒組織，這兩種組織通過后續(xù)的正火處理很難得到完全的消除，從而影響了 鋼的沖擊韌性。同時，保證鋼管冷卻溫度到350°C以下后再進行熱處理；
[0018] ③正火熱處理：由于采用微合金化鋼管含有微量合金元素，為保證合金元素充分 固溶，采用溫度為920°c進行正火熱處理。
[0019] 實施例1 :
[0020] 本發(fā)明的鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管及普通碳鋼管的化學成分如下表：
[0021] 表1管坯化學成分（wt % )
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管，其特征是：該鋼管的成份按重量百分比 為：C 0· 16 ?0· 20 %、Si 0· 17 ?0· 25 %、Μη 0· 35 ?0· 50 %、Cr 0· 15 ?0· 30 %、Ni 0. 06?0. 12%，余量為Fe，同時P、S、A1、Mo、Cu為鋼中殘余元素按標準控制量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻鎳微合金化熱軋無縫鋼管，其特征是：所述碳鋼核電無縫 鋼管的-20°C的低溫沖擊韌性達到80J，流體加速腐蝕速率達到0. 11mm/年。
3. -種如權(quán)利要求1所述鉻鎳微合金化的碳鋼核電無縫鋼管的生產(chǎn)方法，該方法包括 有以下步驟： ① 管坯冶煉：管坯冶煉按權(quán)利要求1所述成分范圍進行控制原料； ② 軋管：管坯穿孔后，采用PQF高精度限動三輥連軋機組進行軋制，之后進行張力減 徑，總變形量達500%以上；為保證鋼管具有均勻的組織，張力減徑后鋼管的溫度要求控制 在880?930°C之間，同時保證鋼管冷卻溫度到350°C以下后再進行熱處理； ③ 正火熱處理：由于采用微合金化，為保證合金元素充分固溶，采用溫度為920°C進行 正火熱處理。
【文檔編號】C22C38/44GK104294166SQ201410523983
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】肖功業(yè), 何彪, 張俊萍, 趙慶權(quán), 許磊磊 申請人:天津鋼管集團股份有限公司