一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法

摘要

本发明涉及无缝钢管生产技术领域，特别涉及一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法。具体包括：1)对轧后钢管进行热处理，加热炉炉气采用弱还原性气氛，一氧化碳剩余量不低于600ppm，氧气残留浓度控制在2％以内；2)热处理的钢管加热后进行外壁高压水除鳞；除鳞水压力≥12MPa；3)钢管热处理完毕后不进行矫直，直接上冷床进行冷却，钢管旋转速度不低于2转/分；4)钢管冷却后下线进行外表面喷丸处理，喷丸料直径不大于1mm；5)经喷丸处理后钢管矫直。既能够降低生产成本，同时能够保证钢管外表面不产生麻面缺陷和拥有较好的弯曲度，同时钢管内部不会残留较大的残余应力。

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产技术领域，特别涉及一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法。

背景技术

随着现代科学技术的不断发展，对无缝钢管高强度、轻量化要求越来越高，通过热处理技术提升材料性能得到越来越多的应用。无缝钢管经热轧、热处理两种工艺生产后，钢管表面会出现较为严重的氧化，即表面氧化铁皮严重。经矫直后部分氧化铁皮压入钢管表面，形成麻面，严重影响钢管表面质量。

CN20120504397.9公开了《一种去除含铬无缝钢管表面氧化皮的方法》控制加热炉残氧含量在3％以下；钢管回火后共进行两次冷却和两次矫直，第一次冷却时将钢管温度降至300℃以下后进行第一次矫直，钢管表面只被旋转和压扁而没有弯曲，用来消除氧化铁皮；钢管继续冷却，进行冷矫直，保证钢管弯曲度。残氧控制在3％以下，为一般加热炉控制水平，因此对淬火炉氧化铁皮的产生控制能力受限；矫直机采用轻压下策略，对含有Cr、Ni等合金元素的钢种，钢管外表面的氧化铁皮并不会完全消除；二次矫直为冷矫直，钢管变形抗力较带温矫直时大，此时矫直会导致钢管内部产生较大的残余应力，对残余应力有要求的钢管不适用。

CN201410180076.7公开了《航空用20A钢管的防锈方法》，在氩气保护下进行热处理；矫直、探伤后切除不合格部分，然后进行表面抛光、碱煮、酸洗，完成后对钢管进行表面中和、清洗并沥干水分，再进行浸润滑油，酸洗、碱洗，再进行浸防锈油，并沥油、封装。所述方法可有效降低钢管热处理后表面麻面缺陷的产生，但经过了保护气氛炉热处理、多次酸洗、碱洗和浸油处理，工序成本高，不具有普及性，且不适用于后续需要表面涂漆产品。

为降低热处理后钢管的表面氧化，部分厂家采用光亮无氧化热处理，但生产成本高，技术复杂，一般仅应用于高端锅炉管、航空用管等高端产品，无法做到全面普及。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法，既能够降低生产成本，同时能够保证钢管外表面不产生麻面缺陷和拥有较好的弯曲度，同时钢管内部不会残留较大的残余应力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法，具体包括：

1)对轧后钢管进行热处理，加热炉炉气采用弱还原性气氛，一氧化碳剩余量不低于600ppm，氧气残留浓度控制在2％以内；

2)热处理的钢管加热后进行外壁高压水除鳞；除鳞水压力≥12MPa；

3)钢管热处理完毕后不进行矫直，直接上冷床进行冷却，钢管沿周向旋转，旋转速度不低于2转/分；

4)钢管冷却后下线进行外表面喷丸处理，喷丸料直径不大于1mm；

5)经喷丸处理后钢管矫直，对于有残余应力要求的钢管，矫直为300～400℃带温矫直；对于没有残余应力要求的钢管，矫直为冷矫直。

与现有方法相比，本发明的有益效果是：

1)本发明中通过对炉内气氛的调节并将氧气残留浓度控制在2％以内，可以最大限度的降低钢管表面氧化铁皮的产生，为后续表面质量控制提供了先决有益条件。

2)本发明中由于后续采用表面喷丸处理，可以最大限度的消除钢管表面氧化铁皮的残留，对加热工序起到有效补充，因此加热炉采用普通步进式加热炉即可，生产成本大幅降低，也比一般的光亮炉成本更低。

3)本发明提出的“钢管表面预清理+回火温矫直”工艺，可以有效避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠，提高了钢管表面质量；同时钢管的弯曲度、残余应力等指标均可以达到正常热处理后技术要求。

具体实施方式

本发明公开了一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

一种避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠的控制方法，具体包括：

1)对轧后钢管进行热处理，加热炉炉气采用弱还原性气氛，一氧化碳剩余量不低于600ppm，通过调节空燃比使氧气残留浓度控制在2％以内。

2)热处理的钢管加热后采用高压水除鳞装置进行外壁高压水除鳞，除鳞水压力≥12MPa，减少表面氧化铁皮残留。

3)钢管热处理完毕后不进行矫直，直接上冷床进行冷却，钢管旋转速度不低于2转/分，避免钢管冷却过程中因冷速不均导致的冷却弯曲。

4)钢管冷却后下线进行外表面喷丸处理，喷丸料直径不大于1mm，可有效去除钢管表面氧化铁皮，且不产生凹坑。

5)经喷丸处理后钢管表面不会残留热处理氧化铁皮，矫直即可避免将铁皮压入钢管表面而形成麻面缺欠。对于有残余应力要求的钢管(如油套管等)钢管经喷丸完毕后进行回火带温矫直，将钢管弯曲度控制在标准要求以内，且不会产生氧化铁皮。对于没有残余应力要求的钢管，可采用冷矫直来控制钢管弯曲度，并进一步降低生产成本。

【实施例】：

本发明实施例根据技术方案的工艺参数要求，经淬火炉加热→高压水除鳞→水淬

→回火炉加热→冷床冷却→钢管表面喷丸→回火炉加热→矫直→冷床冷却工艺后，得到合格钢管。本发明的实施例和对比例的工艺方案见表1，本发明的实施例和对比例的钢管表面质量、弯曲度和残余应力值见表2。

表1本发明的实施例和对比例的工艺方案

表2本发明的实施例和对比例的钢管表面质量、弯曲度和残余应力值

注：残余应力测量时为同一钢种，屈服强度规定为552MPa，残余应力要求不超过其屈服强度的±5％。

本发明中通过对炉内气氛的调节并将氧气残留浓度控制在2％以内，可以最大限度的降低钢管表面氧化铁皮的产生，为后续表面质量控制提供了先决有益条件。本发明中由于后续采用表面喷丸处理，可以最大限度的消除钢管表面氧化铁皮的残留，对加热工序起到有效补充，因此加热炉采用普通步进式加热炉即可，生产成本大幅降低，也比一般的光亮炉成本更低。本发明提出的“钢管表面预清理+回火温矫直”工艺，可以有效避免热处理后钢管外表面产生麻面缺欠，提高了钢管表面质量；同时钢管的弯曲度、残余应力等指标均可以达到正常热处理后技术要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。