本發(fā)明涉及不銹鋼復(fù)合管生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙層復(fù)合不銹鋼無縫管制造工藝。

　　背景技術(shù)：

　　隨著我國核電技術(shù)的發(fā)展，一種以鉛鉍為冷卻劑的新型快中子增殖反應(yīng)堆開始設(shè)計(jì)與建造，其內(nèi)表面熱交換介質(zhì)為二回路去離子水，外表面熱交換介質(zhì)為一回路液態(tài)金屬鉛鉍。為防止服役過程中可能存在的裂紋快速擴(kuò)展，對(duì)熱交換器傳熱管設(shè)計(jì)成雙層復(fù)合不銹鋼無縫管結(jié)構(gòu)，以使中間界面層有效吸收可能存在的裂紋擴(kuò)展應(yīng)力。雙層復(fù)合不銹鋼無縫管具有兩層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層和外層均為不銹鋼無縫管，且內(nèi)外層應(yīng)為相同材質(zhì)、相同狀態(tài)或者具有相同熱膨脹系數(shù)材質(zhì)的不銹鋼無縫管。

　　一般情況下，不銹鋼復(fù)合管通常由不銹鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼兩種金屬材料采用無損壓力同步復(fù)合成的新材料，兼具不銹鋼抗腐蝕耐磨和卓越美麗的外表，以及碳素鋼良好的抗彎強(qiáng)度及抗沖擊性。不銹鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼復(fù)合管產(chǎn)品廣泛用于油氣輸送、鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架工程施工，石油石化、市政設(shè)施、路橋護(hù)欄、建筑裝飾工程施工、車船制造、城市管網(wǎng)、摩托車保險(xiǎn)杠等領(lǐng)域。工業(yè)用不銹鋼復(fù)合管通常是內(nèi)層為不銹鋼、外層為碳鋼的雙層結(jié)構(gòu)，以焊接管為主。具有代表性的焊接不銹鋼復(fù)合管專利包括：一種不銹鋼復(fù)合管【專利號(hào)cn205479762u】、一種不銹鋼復(fù)合管【專利號(hào)cn203051990u】以及一種不銹鋼復(fù)合管【專利號(hào)cn203892737u】。以上專利技術(shù)均為不銹鋼與碳鋼復(fù)合，且均為焊接管，復(fù)合方式主要有爆炸復(fù)合、機(jī)械復(fù)合、液壓脹復(fù)合等。以上專利技術(shù)的焊接不銹鋼復(fù)合管主要應(yīng)用于石油化工、油氣輸送等工業(yè)領(lǐng)域，不適用于新型快堆換交換器用不銹鋼復(fù)合管的制備，也不適用于不銹鋼無縫管的雙層復(fù)合制造。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明提供了一種雙層復(fù)合不銹鋼無縫管制造工藝，生產(chǎn)出的雙層復(fù)合奧氏體不銹鋼無縫管抗應(yīng)力腐蝕開裂能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度高，結(jié)合效果好。

　　為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

　　一種雙層復(fù)合不銹鋼無縫管制造工藝，其特征在于，包括以下步驟：

　　（1）、雙層管預(yù)復(fù)合，包括以下步驟：

　　s101：將內(nèi)層管套入外層管內(nèi)，保證所述內(nèi)層管和所述外層管兩端平齊；

　　s102：對(duì)所述內(nèi)層管與所述外層管的端部進(jìn)行打頭或縮徑處理，管端打頭或縮徑長度為50-200mm，打頭區(qū)減徑量不小于3mm；

　　s103：冷拔處理，冷拔預(yù)復(fù)合減徑量不小于2mm；

　　s104：對(duì)兩端進(jìn)行切除，打頭或縮徑端的切除長度不少于200mm，尾端切除長度為不少于50mm；

　　（2）、對(duì)預(yù)復(fù)合后的管材進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚谝坏览滠埾鄬?duì)變形量不超過50%，總減壁量不超過1.0mm；

　　（3）、最終熱處理采用光亮固溶處理，固溶溫度范圍1050～1100℃，每毫米保溫時(shí)間約2-4分鐘，以使退火處理充分，在確保結(jié)合界面牢固的同時(shí)，保證組織和性能符合技術(shù)條件要求。

　　冷軋?zhí)幚磉^程中，避免剪應(yīng)力超過預(yù)復(fù)合結(jié)合力，避免內(nèi)外層外錯(cuò)位、松動(dòng)，以順利實(shí)現(xiàn)最終復(fù)合。

　　預(yù)復(fù)合中減徑量過小，會(huì)導(dǎo)致預(yù)復(fù)合不到位，內(nèi)外層管界面結(jié)合力差，在后續(xù)矯直和冷軋過程中發(fā)生內(nèi)外層管錯(cuò)位松動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)最終復(fù)合。避免內(nèi)外層管冷軋減壁時(shí)對(duì)復(fù)合層界面造成過大的剪切應(yīng)力，避免內(nèi)外層外錯(cuò)位、松動(dòng)，保證實(shí)現(xiàn)最終復(fù)合。

　　作為一種優(yōu)選，預(yù)復(fù)合后的管材進(jìn)行中間熱處理，采用光亮退火處理方式，退火溫度范圍1050～1100℃，每毫米保溫時(shí)間至少2分鐘，以使退火處理充分，在確保結(jié)合界面牢固的同時(shí)，保證組織和性能符合技術(shù)條件要求。

　　作為一種優(yōu)選，所述內(nèi)層管的外徑（od2）與所述外層管的內(nèi)徑（id1）差值為1.0～4.0mm。

　　作為一種優(yōu)選，預(yù)復(fù)合處理前，采用細(xì)于600目的拋光砂帶對(duì)所述外層管內(nèi)表面和所述內(nèi)層管外表面進(jìn)行拋光處理，表面粗糙度ra不超過0.8μm。

　　作為一種優(yōu)選，預(yù)復(fù)合后的雙層不銹鋼管外表面采用浸漬丙酮的白布條擦拭，采用浸漬丙酮的白布條吹掃內(nèi)表面，并用干燥、無油壓縮空氣吹干。

　　微觀上預(yù)復(fù)合的雙層之間還存在一定的間隙，不應(yīng)采用完全浸泡式的脫脂清洗或酸洗工藝進(jìn)行去油處理，以防止脫脂液或酸液進(jìn)入雙層間隙，給后續(xù)復(fù)合帶來不利影響。

　　作為一種優(yōu)選，所述外層管的管壁厚度大于所述內(nèi)層管的管壁厚度。

　　作為一種優(yōu)選，管材坯料為不銹鋼退火態(tài)中間管，所述中間管兩端進(jìn)行倒角處理。

　　綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本工藝生產(chǎn)出的雙層復(fù)合奧氏體不銹鋼無縫管殘余應(yīng)力值低，檢測(cè)抗拉強(qiáng)度可達(dá)583mpa、屈服強(qiáng)度可達(dá)235mpa，晶粒度等級(jí)可達(dá)6.5級(jí)，復(fù)合管結(jié)合層的結(jié)合效果好。

　　附圖說明

　　圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

　　圖2是橫向晶粒度示意圖；

　　圖3是縱向晶粒度示意圖；

　　圖4是200x界面層照片；

　　圖5是1000x界面層照片。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

　　該雙層復(fù)合不銹鋼無縫管制造工藝包括以下步驟：

　　1、中間管選用

　　外層管要求：外管材質(zhì)為316l，尺寸規(guī)格為φ19*2mm，內(nèi)表面光滑光亮，其內(nèi)表面粗糙度盡可能低，外表面粗糙度ra控制在0.20um以下，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。內(nèi)窺鏡檢查其內(nèi)表面，并拍照記錄。測(cè)量其彎曲度，要求彎曲度不超過0.25mm/m。如超過，測(cè)需要重新矯直。

　　內(nèi)層管要求：內(nèi)管材質(zhì)為316l，內(nèi)管尺寸規(guī)格為φ14*1.2mm，內(nèi)管外表面經(jīng)過精拋，內(nèi)管外表面粗糙度ra控制在0.20um以下，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。測(cè)量其彎曲度，要求彎曲度不超過0.25mm/m。如超過，測(cè)需要重新矯直。

　　對(duì)內(nèi)管和外管進(jìn)行管端圓滑倒角和內(nèi)外表面清潔處理，要求內(nèi)管能順利套入外管內(nèi)，并且不得對(duì)管材造成表面劃傷、擦傷等缺陷或?qū)е鹿懿膹澢?/p>

　　2、復(fù)合管制造

　　1）將處理好的內(nèi)層管套入外層管中，套入過程中盡量避免造成表面劃傷。

　　2）將雙層管進(jìn)行空芯冷拔，拔至名義尺寸為φ17*3.4mm，冷拔過程中應(yīng)注意控制直線度。

　　3）冷拔后管子切頭、尾后經(jīng)清潔處理，脫脂清洗后進(jìn)行光亮退火和矯直處理，退火溫度1060℃，速度400mm/min，保溫時(shí)間超過15min。光亮退火后進(jìn)行矯直，不得出現(xiàn)矯癟、矯直印等現(xiàn)象，以防止預(yù)復(fù)合開裂現(xiàn)象發(fā)生。

　　4）矯直后的雙層預(yù)復(fù)合管采用三輥精軋機(jī)精軋至成品名義規(guī)格為φ14*3mm，軋制過程中送進(jìn)量1.0mm，相對(duì)變形量30％，冷軋減壁量0.4mm。

　　5）精軋后的復(fù)合管經(jīng)過脫脂清洗后進(jìn)行光亮退火和矯直處理，退火溫度1060℃，速度600mm/min，在1050℃以上保溫時(shí)間超過約9min。

　　6）光亮退火后復(fù)合管進(jìn)行矯直和拋光處理，拋光砂帶最大目數(shù)為600目，拋光后的表面粗糙度ra不超過0.5um。

　　3、成品檢驗(yàn)

　　1）拋光后的復(fù)合管送檢，實(shí)測(cè)尺寸如下表所示。表面質(zhì)量符合技術(shù)條件要求。

　　2）殘余應(yīng)力檢測(cè)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)astme1928，檢測(cè)結(jié)果殘余應(yīng)力值為6.04mpa，判定為合格。

　　3）應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)rcc-mmc1362-2007，結(jié)果為未開裂，判定為合格。

　　4）室溫拉伸：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)rcc-mmc1210-2007，檢測(cè)結(jié)果抗拉強(qiáng)度rm=583mpa，屈服強(qiáng)度rp0.2=235mpa，斷后伸長率a=51％，判定為合格。

　　5）晶粒度：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)rcc-mmc1330，檢測(cè)結(jié)果縱向橫向均為6.5級(jí)，判定為合格，具體如圖2和圖3所示。

　　6）擴(kuò)口試驗(yàn)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)rcc-mmc1271，結(jié)果為無裂紋，判定為合格。

　　7）壓扁試驗(yàn)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)rcc-mmc1272，結(jié)果為無裂紋，判定為合格。

　　8）界面層顯微組織：檢驗(yàn)方法掃描電鏡，檢驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合管結(jié)合層界面以機(jī)械結(jié)合為主、冶金結(jié)合為輔，判定為合格，具體結(jié)合情況如圖4和圖5所示。

　　以上說明僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能完整的實(shí)施本方案，但并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，這些都是不具有創(chuàng)造性的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

　　技術(shù)特征：

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明提供了一種雙層復(fù)合不銹鋼無縫管制造工藝，通過預(yù)復(fù)合、冷軋、熱處理等相結(jié)合的工藝，生產(chǎn)出的雙層復(fù)合奧氏體不銹鋼無縫管抗應(yīng)力腐蝕開裂能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度高，結(jié)合效果好。

　　技術(shù)研發(fā)人員：蔡志剛;蔡黎明;曹萍;張建強(qiáng);馮明強(qiáng)

　　受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江久立特材科技股份有限公司

　　技術(shù)研發(fā)日：2018.11.06

　　技術(shù)公布日：2019.04.05