阅读说明：本技术 一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法 (Cold rolling pipe manufacturing method for bimetal composite seamless steel pipe ) 是由 陆江帆 倪建平 于 2018-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法,包括S31803双相不锈钢无缝钢管和GR2纯钛无缝钢管,本发明实现了S31803与GR2两种组元金属制成双层复合无缝钢管的工业化生产,在确保冷轧加工质量符合技术要求的的基础上,减少生产工序成本、降低操作难度,满足高端双层复合无缝钢管的冷轧生产需求。工艺合理、措施到位、便于现场生产组织,流程受控,安全可靠、实用高效,轧制的双层复合无缝钢管质量符合技术要求,对其他类似双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法的应用于实践,具有一定的借鉴、应用价值。(The invention discloses a cold rolling method for a bimetal composite seamless steel tube, which comprises an S31803 duplex stainless steel seamless steel tube and a GR2 pure titanium seamless steel tube, realizes the industrial production of the double-layer composite seamless steel tube made of two component metals of S31803 and GR2, reduces the production process cost and the operation difficulty on the basis of ensuring that the cold rolling processing quality meets the technical requirements, and meets the cold rolling production requirement of the high-end double-layer composite seamless steel tube. The process is reasonable, measures are in place, the on-site production organization is convenient, the process is controlled, the method is safe, reliable, practical and efficient, the quality of the rolled double-layer composite seamless steel tube meets the technical requirements, and the method has certain reference and application values for the practice of other cold rolling methods similar to the bimetal composite seamless steel tube.)

一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法

技术领域

本发明涉及冶金、机械等行业的无缝钢管的冷轧制管工艺领域，尤其涉及一种S31803与GR2这两种不同材质金属组成的复合无缝钢管的冷轧制管加工方法。

背景技术

无缝钢管是一种常见的冶金、钢铁制品，而双金属无缝钢管是近年来研制生产的具有高技术含量与高附加值的高端无缝钢管，这种无缝钢管是由两种不同材质的金属无缝钢管组成的复合无缝钢管，双金属无缝钢管兼有两种金属的优良性能，可以获得高强度、耐腐蚀等综合性能，所以双金属复合无缝钢管在某些特殊环境下能发挥单一金属无缝钢管难以起到的作用，因此在石油、化工、核电等行业具有广阔的应用前景。

现有技术下的无缝钢管通常采用了冷轧生产方式，由于冷轧生产方式具有金属变形量大、产能高、精度易于控制等特点，所以目前被广泛应用在无缝钢管的轧制变形加工领域中。

目前，双金属复合无缝钢管的金属材质主要有S31803与GR2两种组元金属构成，其中S31803属于双相不锈钢，是由21％铬、2.5％钼及4.5％镍氮合金构成的复式不锈钢，兼有奥氏体与铁素体的特点，具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力，但焊接性能较差，而GR2属于钛管，具有强度高而密度又小，机械性能与韧性、抗蚀性能好，但其工艺性能差，切削加工困难、抗磨性差、生产工艺复杂。所以将S31803与GR2两种组元金属制成双层复合无缝钢管时，S31803是作为外层钢管，而GR2则作为内层钢管，不仅能充分发挥组元金属原有的特性，又能合理规避组元金属存在的不足，因此，S31803与GR2的双金属复合无缝钢管成为现在的耐蚀合金无缝钢管领域的高端产品，但是此类产品对于国内外的无缝钢管冷轧生产而言，其冷轧工艺方法还处于初探阶段，均不成熟，成材率较低、工序费用较高，尤其是国内钢铁生产企业几乎没有此类产品的生产经验，也无现有技术可供借鉴，故已有的冷轧生产工艺方法，只能借鉴S31803与GR2两种金属各自的冷轧变形加工的工艺方法，然而，双金属复合无缝钢管与单一金属无缝钢管的冷轧工艺显然有着本质上的区别，照抄照搬无法提供符合技术质量要求的产品，只能在借鉴单一金属冷轧工艺的基础上，慢慢试验形成符合S31803与GR2两种组元金属构成的双金属复合无缝钢管的冷轧生产工艺方法。

综上所述，目前国内外尚无S31803与GR2两种组元金属双层复合无缝钢管的成熟冷轧技术，需要在生产实践中不断尝试与完善。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过对S31803与GR2双层复合无缝钢管冷轧生产工序方法的探索与实践，提供了一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法，可以将S31803与GR2两种组元金属制成双层复合无缝钢管，本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法，其具体步骤如下所述：

1.一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法，包括S31803双相不锈钢无缝钢管和GR2纯钛无缝钢管，其具体步骤如下所述：

1)首先进行内、外层金属规格选择，选取复合管φ25*3为制造标准；

具体实施时，可根据产品外径和内外层要求选择中间管规格，基本规则为内层壁厚变形量略小于外层壁厚变形量。

2)先进行S31803双相不锈钢无缝钢管的轧制，按照冷轧常规工艺轧制，规格为φ27*2.5mm，内径为φ22mm，长度为5.0m；

3)再进行GR2纯钛无缝钢管的轧制，按照冷轧常规工艺轧制，规格为φ21.5*1.0mm，其中，外径公差范围正负0.1mm，内径为φ19.5mm，内径公差范围正负0.1mm，壁厚为1.0mm，壁厚公差范围正负0.05mm，长度5.0m，长度公差范围正负0.2mm；

4)将S31803双相不锈钢无缝钢管与GR2纯钛无缝钢管套合，其具体为，将S31803双相不锈钢无缝钢管套在GR2纯钛无缝钢管的外面，形成双金属复合管，该双金属复合管的套合间隙控制在0.40～0.60mm；

5)进行双金属复合管的轧制，其具体为，轧制设备选择三辊周期式冷轧管机，将步骤4)套合后的间隙值控制在0.4～0.6mm间的双金属复合管按照来料规格φ27*3.5*5000mm轧制成为规格为φ25*3*6000mm的S31803和GR2双金属复合管，该步骤的工序要点在于：

5.1)冷轧管机轧制速度为30～80次/分钟，而在前后两支管坯接头部位，轧制速度减少到30～40次，轧制力为25～35吨；

5.2)冷轧管机的芯棒长度为520～540mm，芯棒直线度误差，即弯曲度为每米≤0.2mm，保证冷轧复合管良好的直度导出；

5.3)冷轧管机轧制进给量为2～4mm/次，而在前后两支管坯接头部位轧制时的进给量减缓到2～2.5mm/次，抵消由于芯棒长度增加带来的脱棒困难，确保复合管内表面质量和复合管直度要求；

6)对步骤5)中轧制后的双金属复合无缝钢管内外表面进行去油处置，其具体为，采用二次脱脂工艺，先按GR2钛合金脱脂工艺进行脱脂，采用常规去油介质，温度40～60℃，处置浸泡时间0.5～1min，当满足复合管内表面质量要求后，使用塑料塞头将双金属复合无缝钢管的二端封口，再按S31803超级双相不锈钢脱脂工艺进行脱脂，采用常规去油介质，温度60～80℃，处置浸泡时间10～15min，满足复合管外表面质量要求；

7)进行双金属复合无缝钢管的定切，其具体为，按照技术要求中规定的长度，采用金属带锯对步骤6)去油处置后的双金属复合无缝钢管进行端面定切加工；

8)双金属复合无缝钢管的检验，其具体为，按照技术要求的规定，对双金属复合无缝钢管进行无损检测；

9)上述步骤1)～步骤8)完成后，即制成S31803和GR2的双金属复合无缝钢管，获得符合技术质量要求的产品。

使用本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法获得了如下有益效果：

1.工序合理，双金属轧制精度高、质量易于控制、操作便捷；

2.不增加设备设施投入，成本低、费用少、生产连续性好，易于现场实施；

3.先按照GR2钛合金脱脂酸洗工序要求处置内层去油，塞头闷堵后再行处置S30813双相不锈钢的外层，确保脱脂去油的质量，但不腐蚀GR2内层金属结构；

4.套合间隙控制技术，在满足双金属中间管套合质量的基础上，避免间隙过大导致的松动，间隙过小影响套合顺畅的效率，实用高效；

5.对冷轧及其后续脱脂酸洗工序进行尝试探索，形成有效的作业工艺方法，其余工序仍然常规工艺实施，减少工序变更对生产节奏的影响；

6.严格控制轧制进给量，抵消因芯棒长度增加50mm以上所引起的脱棒困难，确保复合管内表面质量和复合管直度要求。

7.轧制后的成品双金属复合管达到了内外层无间隙的技术要求，双金属复合管尺寸误差值远低于技术要求，表面质量和直线度良好，满足了市场需求。

8.通用性强，对于类似的双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法的应用于实践，具有一定的借鉴、应用价值。

附图说明

图1为本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法制成的双金属复合无缝钢管的具体结构示意图。

图中：1-S31803双相不锈钢无缝钢管，2-GR2纯钛无缝钢管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法做进一步的描述。

实施例-以牌号为S31803与GR2、成品规格为φ25*3*6000mm的双金属复合无缝钢管，冷轧制管生产为例：

如图1所示，一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法，包括S31803双相不锈钢无缝钢管和GR2纯钛无缝钢管，其具体步骤如下所述：

1)首先进行内、外层金属规格选择，本实施例为选取复合管φ25*3为制造标准；

具体实施时，可根据产品外径和内外层要求选择中间管规格，基本规则为内层壁厚变形量略小于外层壁厚变形量。

2)先进行S31803双相不锈钢无缝钢管(1)的轧制，按照冷轧常规工艺轧制，规格为φ27*2.5mm，内径为φ22mm，长度为5.0m；

3)再进行GR2纯钛无缝钢管(2)的轧制，按照冷轧常规工艺轧制，规格为φ21.5*1.0mm，其中，外径公差范围正负0.1mm，内径为φ19.5mm，内径公差范围正负0.1mm，壁厚为1.0mm，壁厚公差范围正负0.05mm，长度5.0m，长度公差范围正负0.2mm；

4)将S31803双相不锈钢无缝钢管(1)与GR2纯钛无缝钢管(2)套合，其具体为，将S31803双相不锈钢无缝钢管套在GR2纯钛无缝钢管的外面，形成双金属复合管，该双金属复合管的套合间隙控制在0.40～0.60mm(本实施例中，尤以0.45～0.55mm为宜)；

5)进行双金属复合管的轧制，其具体为，轧制设备选择三辊周期式冷轧管机，将步骤4)套合后的间隙值控制在0.4～0.6mm间的双金属复合管按照来料规格φ27*3.5*5000mm轧制成为规格为φ25*3*6000mm的S31803和GR2双金属复合管，该步骤的工序要点在于：

5.1)冷轧管机轧制速度为30～80次/分钟(本实施例中，尤以45～55次/分钟为宜)，而在前后两支管坯接头部位，轧制速度减少到30～40次，轧制力为25～35吨(本实施例中，尤以28～31吨为宜)；

5.2)冷轧管机的芯棒长度为520～540mm(本实施例中，尤以525～530mm为宜)，芯棒直线度误差，即弯曲度为每米≤0.2mm，保证冷轧复合管良好的直度导出；

5.3)冷轧管机轧制进给量为2～4mm/次(本实施例中，尤以2.5～3.5为宜)，而在前后两支管坯接头部位轧制时的进给量减缓到2～2.5mm/次，抵消由于芯棒长度增加带来的脱棒困难，确保复合管内表面质量和复合管直度要求；

6)对步骤5)中轧制后的双金属复合无缝钢管内外表面进行去油处置，其具体为，采用二次脱脂工艺，先按GR2钛合金脱脂工艺进行脱脂，采用常规去油介质，温度40～60℃(本实施例中，尤以45～55℃为宜)，处置浸泡时间0.5～1min，当满足复合管内表面质量要求后，使用塑料塞头将双金属复合无缝钢管的二端封口，再按S31803超级双相不锈钢脱脂工艺进行脱脂，采用常规去油介质，温度60～80℃(本实施例中，尤以68～75℃为宜)，处置浸泡时间10～15min(本实施例中，尤以12～14min为宜)，满足复合管外表面质量要求；

7)进行双金属复合无缝钢管的定切，其具体为，按照技术要求中规定的长度，采用金属带锯对步骤6)去油处置后的双金属复合无缝钢管进行端面定切加工；

8)双金属复合无缝钢管的检验，其具体为，按照技术要求的规定，对双金属复合无缝钢管进行无损检测；

应注意，本实施例中的其他工序为均按常规制管工艺要求，不做赘述。

9)上述步骤1)～步骤8)完成后，即制成S31803和GR2的双金属复合无缝钢管，获得符合技术质量要求的产品。

本发明的一种双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法实现了S31803与GR2两种组元金属制成双层复合无缝钢管的工业化生产，在确保冷轧加工质量符合技术要求的的基础上，减少生产工序成本、降低操作难度，满足高端双层复合无缝钢管的冷轧生产需求。工艺合理、措施到位、便于现场生产组织，流程受控，安全可靠、实用高效，轧制的双层复合无缝钢管质量符合技术要求，对其他类似双金属复合无缝钢管的冷轧制管方法的应用于实践，具有一定的借鉴、应用价值。