CL010无缝钢管的热处理生产
无缝钢管的一般热处理过程和热处理目的
无缝钢管的一般热处理过程和热处理目的1..1无缝钢管退火处理过程：将无缝钢管加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温。
目的：①降低硬度、提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；②细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的性能及为以后的热处理作准备；③消除钢的内应力，防止零件加工后变形及开裂。
1.2无缝钢管退火类别：1.2.1完全退火过程：将钢件加热到临界温度(不同钢材临界温度也不同，一般是710～750℃，个别别合金钢的临界温度可达800～900℃)以上30～50℃，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却)。
目的：细化晶粒、均匀组织、降低硬度、充分消除内应力完全退火适用于碳含量(质量分数)在0.8％以下的锻件或铸钢件。
1.2.2球化退火过程：将钢件加热到临界温度以上20-30C，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷。
目的：降低硬度，改善切削性能，并为以后淬火做好准备，以减少淬火后变形和开裂。
球化退火适用于碳含量(质量分数)大于0.8％的碳素钢和合金工具钢。
1.2.3去应力退火过程：将钢件加热到500～650℃，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和使用过程中发生变形。
去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等。
2.1无缝钢管正火处理过程：将钢件加热到临界温度以上40～60℃，保温一定时间，然后在空气中冷却热处理。
目的：①改善组织结构和切削加工性能；②对力学性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理；③消除内应力3.1无缝钢管淬火处理过程：将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却。
目的：①使钢件获得较高的硬度和耐磨性;②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等3.2无缝钢管淬火类别3.2.1单液淬火过程：将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，在一种淬火剂中冷却。
厚壁12Cr1MoVG高压锅炉管热处理工艺优化研究
厚壁12Cr1MoVG高压锅炉管热处理工艺优化研究摘要：针对已有的12Cr1MoVG高压锅炉管在热处理过程中出现机械性能不达标的问题，提出“间歇淬火+回火”的热处理方法。
通过对12Cr1MoVG厚壁管进行正火后冷却速率的调控，获得以铁素体+贝氏体为主要成分的厚壁型12Cr1MoVG高压锅炉管材，是确保其综合力学性能优良的关键。
经大规模生产实践证明，采用“间歇淬火+回火”的方法，可以生产12Cr1MoVG高压锅炉钢管，达到国标GB/T5310-2017及用户的技术指标。
关键词：高压锅炉管；12Cr1MoVG钢；厚壁；热处理引言12Cr1MoVG为一种常用的低合金热强钢，其综合性能优异，尤其在中温条件下表现出优异的热强度。
由于高压锅炉钢管工作条件苛刻，需要在高温、应力条件下长时间服役，因此，对钢管的强韧性能提出了更高的要求，并对其进行了抗蠕变处理。
为此，《高压锅炉用无缝钢管》GB/T5310-2017对其材质的化学成分、性能和热处理工艺等提出了较高的要求，并提出了相应的改进措施。
另外，根据国家规范的要求，国内许多锅炉厂都对其某些性能提出了更高的要求，例如：提高抗冲击能力，限定硬度范围。
在国内规范中规定的淬火温度区间较窄时，其淬火温区的限定将进一步减小，这为规模化生产造成了一定难度。
内蒙古包钢钢联钢管有限责任公司（包钢）在已有装备条件下，通过多次实验、探索，创新地采用"间歇淬火+回火"的热处理方法，获得了性能优异的12Cr1MoVG高温锅炉管材，并在多家锅炉厂得到应用，获得了较好的经济效益。
1合金材料热处理概述目前，传统的冶炼方式是熔炼+二次重熔，即熔炼+二次重熔，以减少夹杂、优化夹杂、提高铸坯晶体结构。
经熔炼后，有锻开坯、热轧、冷轧或冷拉等工艺，也可以采用水压或快锻油压设备进行锻造。
高温合金的性能不仅取决于材料的成分和微观结构，而且还与熔炼、成形过程密切相关。
不同种类的合金，其内部结构差别很大，即使是同一种合金，由于加工工艺的不同，所形成的微观结构也会有很大的差别，因此，通过热处理，可以有效地调控合金的微观结构，从而提高材料的综合性能。
冷拔无缝钢管热镀锌生产工艺
目前冷拔无缝钢管热镀锌生产工艺镀锌冷拔无缝钢管具有较强的耐腐蚀性和强度、刚度，广泛应用于煤气、暖气和水的运送管道。
工艺流程为：黑管——碱洗——水洗——酸洗——清水漂洗——浸助剂——烘干——热浸镀锌——外吹——内吹——空冷——水冷——钝化——水漂洗——查验——称重——入库。
详细为：1、镀前处置工序有碱洗、酸洗、漂洗、浸助剂、烘干5个工序。
1）有些冷拔无缝钢管外表有油污，需进行碱洗。
2）选用盐酸进行酸洗，以去掉冷拔无缝钢管外表的氧化皮。
3）为除掉冷拔无缝钢管外表附着的残酸及铁盐，需对冷拔无缝钢管进行2次漂洗。
4）助熔剂作用是从冷拔无缝钢管外表除掉一切杂质，确保冷拔无缝钢管与锌液洁净触摸，构成杰出镀层。
5）为避免冷拔无缝钢管浸入锌锅发作放炮表象，需对涂上熔剂的冷拔无缝钢管进行烘干，烘干温度在120-200℃，时刻不低于150s。
2、热浸镀锌工序1）锌锅内锌液温度严厉操控在450±5℃。
2）烘干处置的冷拔无缝钢管通过烘干炉链条逐根移出，浸入炉辊道，然后运送至镀锌炉，滚入镀锌机中的3根浸锌螺旋内。
3）3根螺旋相位不一样，使冷拔无缝钢管在螺旋上成歪斜状况，跟着螺旋转动，冷拔无缝钢管一面向下移动一面构成歪斜角，然后进入锌液，并持续向下移动。
4）冷拔无缝钢管主动跌落在锌锅内的滑轨上，由拨料组织将其拨至外侧，再由提管机提出锌液。
5)冷拔无缝钢管提升至磁力辊辊面时，被吸住并移动到曳出辊道上。
3、镀后处置工序镀后处置工序包含：外吹、曳出、内吹、水冷、查验、钝化、打印。
1）冷拔无缝钢管通过外吹环，其上有一排小孔，通过压缩空气，将冷拔无缝钢管剩余锌液吹去，取得光亮外表。
2）在满意出产节奏下，下降曳出速度，能够操控上锌量，下降锌耗。
3）内吹可除掉冷拔无缝钢管内外表剩余的锌液，取得光亮的内外表，被除掉的锌液构成锌粉，被收回。
4）水冷槽的温度操控在80℃，冷却水用泵送到冷却塔进行冷却后进行循环运用。
5）水冷后移出水冷槽，落在查验台架上，查验后将漏镀管放入废品筐内，成品管送入输出辊道。
C110级油井管钢微观组织、力学性能和抗SSC性能研究
C110级油井管钢微观组织、力学性能和抗SSC性能研究高性能C110级抗硫化物应力开裂（SSC）无缝油井管是支撑严酷腐蚀环境油气资源开发的关键材料。
目前对该材料热处理工艺、马氏体微结构与使用性能之间关系的研究还不深入,认识尚不明晰,性能稳定性尚待提升。
为此,本文设计制备了C110级抗SSC油井管用28CrMo48VTiB钢,对试验钢进行了890℃淬火+（600<sup>7</sup>20℃×30<sup>9</sup>0 min）系列回火处理。
针对各样品,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）等方法,对马氏体各微结构进行了表征;测试了拉伸、冲击和硬度等常规力学性能;通过双悬臂梁（DCB）试验,测试了SSC 扩展长度Δa<sup>浸</sup>泡时间t关系曲线、SSC扩展速率da/dt<sup>瞬</sup>时应力强度因子(K<sub>Iapplied</sub>)关系曲线,测定了SSC停止扩展的临界应力强度因子K<sub>ISSC</sub>;采用Devanathan-Stachurski氢渗透试验,分析了氢的扩散行为。
通过定量表征马氏体各微结构的强化贡献,揭示了强化机制,通过定量表征马氏体微结构与氢扩散、SSC萌生之间、晶界与SSC扩展之间的关系,揭示了抗SSC机理。
据此,开展了高性能C110级抗SSC油井管的工业试制。
结果表明:28CrMo48VTiB试验钢经890℃淬火+（600<sup>7</sup>20℃×30<sup>9</sup>0 min）系列回火处理,形成了回火马氏体组织。
该马氏体由Packet、Block和Lath各级亚结构组成。
无缝钢管固溶热处理作业指导书
1040一1150℃
及时水冷
5
OCr18Ni12Mo2Ti
1.5 min/mm
1040一1100℃
及时水冷
6
1Cr18Ni12Mo2Ti
1.5 min/mm
1040一1150℃
及时水冷
7
00Cr19Ni10
1.5 min/mm
1040一1150℃
及时水冷
8
OCr17Ni12Mo2
400～230
6～8
12～18
250～170
8～10
16～22
180～140
10～12
20～26
160～120
12～15
24～32
130～90
15～20
30～40
100～50
316
316L
317
317L
316H
1060～1120
（1060～1200）
＜1.5
1～3
1500～980
1.5～2.5
3～7
（1050～1200）
1.5～2
3.75～5
650～400
2～3
5～7.5
500～270
3～8
7.5～18
320～80
314
310S
1100～1160
（1100～1200）
＜1.5
1.5～3.5
150～650
1.5～2
3.75～5
650～400
2～3
5～7.5
500～270
3～8
7.5～18
320～80
904L
1080～1140
（1040～1200）
L210NS钢级耐酸性腐蚀换热器用无缝钢管的研制
的数目，又能消除全部的内应力和大幅降低硬度。 升高退火温度能够加速再结晶过程，缩短再结晶时 间[5]。因此 ，考虑 时 间 因 素 ，选择再结晶退火和完 全退火工艺，并与正火工艺进行对比。L210N S无 缝钢管的热处理工艺参数及设计依据[8]见 表 3。
聚氨酯无缝钢管耐蚀钢的热处理工艺
聚氨酯无缝钢管耐蚀钢的热处理工艺
聚氨酯无缝钢管耐蚀钢的热处理工艺
无缝钢管除要求其具有优良的耐磨性、切削加工性、耐热性及高的厚壁无缝钢管强韧性外，针对某些无缝钢管在熔融状态下，会分解出氯化氢、氟化氢和二氧化硫等气体，故模具要有一定的耐腐蚀性。
目前，国内无缝钢管用户一般选用4Cr13型不锈钢。
本次研究了两种无缝钢管钢经不同温度淬火、回火后的硬度和显微组织，并对两种钢的抛光性能，及在使用条件下的耐腐蚀性能进行了对比分析。
结果表明：
(1)两种试验无缝钢管钢经适当热处理后，均具有相对较高的硬度，B钢的淬火、回火硬度高于A钢，但均可以满足无缝钢管模具的需求。
(2)根据实验结果及模具对材料的使用要求，推荐1040℃油淬+610℃两次回火的热处理工艺。
(3)两种试验钢在同一状态，相同条件下B钢的抛光性能要优于A钢。
(4)两种试验无缝钢管钢在相同的调质工艺及相同腐蚀条件下，B钢的耐蚀性要优于A钢，平均年腐蚀深度比A钢降低34.28%。
高压锅炉用无缝钢管热处理制度推荐表
高压锅炉用无缝钢管热处理制度推荐表序号统一数字代号牌号热处理制度1U5020720G a 正火：正火温度880℃～940℃。
2U5020820MnG a 正火：正火温度880℃～940℃。
3U5025725MnG a 正火：正火温度880℃～940℃。
4A6515815MoG b 正火：正火温度890℃～950℃。
5A6520820MoG b 正火：正火温度890℃～950℃。
6A3012012CrMoGb 正火加回火：正火温度900℃～960℃，回火温度670℃～730℃。
7A3015815CrMoG b S ≤30mm 的钢管正火加回火：正火温度900℃～960℃；回火温度680℃～730℃。
S ＞30mm 的钢管淬火加回火或正火加回火：淬火温度不低于900℃，回火温度680℃～750℃；正火温度900℃～960℃，回火温度680℃～730℃，但正火后应进行快速冷却。
8A3012812Cr2MoG b S ≤30mm 的钢管正火加回火：正火温度900℃～960℃；回火温度700℃～750℃。
S ＞30mm 的钢管淬火加回火或正火加回火：淬火温度不低于900℃，回火温度700℃～750℃；正火温度900℃～960℃，回火温度700℃～750℃，但正火后应进行快速冷却。
9A3112812Cr1MoVG b S ≤30mm 的钢管正火加回火：正火温度980℃～1020℃，回火温度720℃～760℃。
S ＞30mm 的钢管淬火加回火或正火加回火：淬火温度950℃～990℃，回火温度720℃～760℃；正火温度980℃～1020℃，回火温度720℃～760℃，但正火后应进行快速冷却。
10A3212812Cr2MoWVTiB 正火加回火：正火温度1020℃～1060℃；回火温度760℃～790℃。
11A3807807Cr2MoW2VNbB 正火加回火：正火温度1040℃～1080℃；回火温度750℃～780℃。
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随着石油天然气钻探与开采和地质钻探的发展，对不同口径的高屈服强 度、高韧性无缝钢管的需求量迅速增长。油气井套管和油管承受的轴向拉力 和各类挤压力随井深的增加而增大，对套管和油管的强度与韧性的要求相应 提高，按照 API 标准，对套管、油管的力学性能提出了很高的要求。 石油套管和油管在下井和服役过程中要承受内压、外压、弯曲、旋转、 磨损、腐蚀等苛刻条件，因此对于钢管性能(包括机械性能、抗挤毁、内屈 服、抗腐蚀和其它使用性能)有着很高的可靠性要求。特别是近年来深井、超 深井、深海以及含硫化氢、二氧化碳等复杂地质油气田的勘探开采，对于 N80 和 P110 钢级以上高钢级产品的需求越来越普遍，而这些钢级按照标准规 定必须进行全长热处理。石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管等，根 据钢级的高低则相应采用正火、正火加回火、淬火加回火的工艺。 石油管的热处理大多采用连续自动的方式生产，热处理工序在石油套管 的整个生产过程中属于“特殊工序” ，因为钢管热处理后的性能控制只能通过 控制热处理工艺参数间接实现，且只能抽检而不能 100％验证热处理后产品性 能。严格控制热处理生产过程的各个相关因素是保证钢管性能稳定可靠的关 键。通过采取有效措施，从热处理生产线的性能特点、维护和使用、热处理 工艺和质量管理、生产人员管理等方面进行严格控制，确保了产品性能可 靠，得到用户充分认可。鉴于热处理工序的重要性和特殊性，石油油、套管 的制造厂必须对工序进行细致控制和确认，才能保证钢管性能的可靠和稳
钢管基本热处理方法的种类、基本原理及其工艺； 热处理加热炉加热工艺； 案例所涉及 的技能点 案例工作任 务的分解 无缝钢管热处理工序设备操作要点；能根据设备、原材料，选择工艺路线；能根据热 处理曲线制定常规钢种热处理工艺制度； 热处理工艺路线选择； 淬火、回火、正火工艺制度选择及加热温度、保温时间、冷却方式等工艺参数的确 定； 热处理淬火炉、回火炉加热温度、加热时间、加热速度的调整操作； 淬火槽、冷床、矫直机、定径机的操作； 热处理钢管检验； (1)掌握钢管基本热处理方法的种类、基本原理及其工艺、目的； (2)了解无缝钢管热处理的产品标准要求（品种规格标准、技术条件、验收规则和试验 方法、包装标志要求）； (3)掌握无缝钢管热处理工序设备操作要点； 教学目标 (4)学习综合考虑无缝钢管品种质量保证的措施，能根据设备、原材料，选择工艺路 线； (5)能按照钢管性能的要求，选择采用合适的热处理方法，并能根据热处理曲线制定常 规钢种热处理工艺制度； (6)全面复习所学知识，并将知识转化为能力。 案例建议的 教学时间 案例的操作 现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。 演示 通过案例教学可以使学生对复杂的热处理生产线有感性认识，较快实现将知识转化为 能分析原因开发新品种生产，能制定不同钢级钢管热处理生产操作要点的能力。 案例点评 本案例可迁移为其它钢材的热处理教学，通过本案例学习，具有其它钢材热处理的能 力。 12~16 学时
案例信息表：
案例名称 无缝钢管的热处理生产 本案例适合中职、高职、职业本科等院校金属材料及热处理技术+材料成型与控制技术 适用说明 专业，在金属材料及热处理或相似的综合性课程教学中使用，更适合在无缝钢管热处 理职工培训中使用。 本案例来源于调研企业——近两年新建的某大型无缝钢管厂热处理生产线的实际生产 过程，该热处理生产线主要针对石油油井管、专用管及高压锅炉管的热处理生产，采 用成熟可靠的先进工艺设备（热处理炉选用工艺成熟的步进梁式加热炉,，高压锅炉管 案例背景 热处理线采用保护气氛下贯通式连续辊底式炉，先进的双向链式冷床，引进“液压快 开式”六辊矫直机，引进管体超声波探伤设备等），采用新的淬火技术和装备（外淋 内喷水淬装置），可进行淬火+回火（调质处理），回火热处理，正火热处理和成品部 分质量检验，能充分保证产品的质量。 金属热处理基础理论知识； 案例所涉及 无缝钢管热处理的产品标准要求； 的知识点 品种质量——钢种质量要求、钢种生产工艺路线；
抗腐蚀又抗挤毁和超高强度的非 API 石油专用管，可满足用户要求，提高经 济效益。 钢管热处理和其他钢材的热处理一样分为三类，即为了满足产品使用性 能要求的最终热处理，按用户和标准要求的以热处理状态交货的热处理，及 钢管制造过程中的工序间的热处理。 钢管常用的热处理工艺主要有淬火、回 火、正火、淬火+回火（调质处理）及退火等。 (一) 石油专用管的热处理
2. 主要内容
2.1. 热处理无缝钢管的用途和要求
钢（管）的热处理是通过钢在固态下加热、保温和冷却的操作来改变钢 （管）的内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。通过热处理可以获 得所需综合力学性能，充分发挥钢材（管）的潜力，提高工件（钢管）的使 用性能，减轻工件（钢管）重量，节约材料降低成本，延长使用寿命。另一 方面，热处理工序还可以改善加工工艺性能，提高加工质量减少刀具磨损。 同时，一些理化指标必须经过热处理才能获得。诸如：高抗 H2S 应力腐蚀性 能、不锈钢钢管的强化等。生产厂家通过热处理工序能提高钢管的强韧性等 理化指标，通过热处理来生产高附加值的钢管，特别是抗腐蚀、抗挤毁、既
CL0104-无缝钢管的热处理生产
案例简要说明:依据国家职业标准和金属材料及热处理技术、材料成型与控制 技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无 关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标 所要求知识和技能的教学案例。该案例是轧钢生产中有关无缝钢管生产及热 处理工艺的案例，涉及了无缝钢管生产工艺及钢材热处理工艺知识点和岗位 技能，与本业轧钢生产课程无缝钢管生产及金属材料与热处理课程热处理 单元的教学目标相对应。
无缝钢管的热处理生产
1. 背景介绍
某大型无缝钢管厂，采用热连轧无缝钢管生产线，配套热处理生产线生 产各类品种钢管的高端产品，生产线功能多，适应多品种要求，生产灵活性 高。有油井管专用管热处理线两条，年处理量共计 16 万吨，拥有步进梁式热 处理淬火加热炉，外淋内喷水淬装置、回火炉、热矫直机、双向链式冷床， 直度检测、硬度检验装置、超声波探伤、管端电磁探伤、测长称重喷印装 置、手动砂轮机、手动超声探伤装置等，可进行淬火+回火（调质处理） ，回 火热处理，正火热处理和成品部分质量检验；高压锅炉管热处理线 1 条，年 处理量 4 万吨，拥有 2 座还原性保护气氛下贯通式连续辊底式炉，可进行高 压锅炉管的正火、回火热处理。 热处理后生产出各类品种合格的钢管热处理成品：包括石油油管，石油 套管，合金结构管，管线管，船舶管，石油裂化管，流体管，中低压锅炉 管，高压锅炉管。