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石油裂化管主要材料成份:
10#(st35),20#(st45),35#(st55),45#(st45),16Mn(st52)等。
DIN2391-81标准外径正负公差为0.08-0.10,内径正负公差为0.10-0.15,壁厚正负公差为0.10-0.15为准
一般认为,带状组织是由于石油裂化管的枝晶偏析所致。钢水在凝固时,由于选择性结晶,在枝干上的成分较为纯净,而在枝晶间富集了较多的碳、合金元素和磷、硫等杂质。钢锭锻轧变形时枝干和枝晶间被压延而伸长为纤维组织。形成所谓一次带状组织。用含有CuCl2的试剂浸蚀后在显镜下观察,则会发现肉眼观察时的那些纤维组织经过放大变成了黑白交替的条带称为一次带状组织。黑色条带相当于原树枝状晶的较纯的枝干,白色条带为原来富含合金元素和杂质的树枝间区域。热轧低碳钢、中碳石油裂化管在缓冷过程中会出现先共析铁素体和珠光体交替相间的显组织带状,这些不同的组织是固态相变的产物。这种带状组织称为二次带状。二次带状的形成意味着碳在固态相变中发生了不均匀的重新分布,称为二次碳偏析。一般所谓石油裂化管中的带状组织,也即上述观察到的带状组织即为二次带状组织。
将具有二次带状组织的热变形钢试样改用含有CuCl2的试剂浸蚀后在显镜下观察,则显示出一次带状组织。
只有在一次带状的基础上才能形成二次带状组织。一次带状难以,虽然在高温下或缓冷过程中,碳能够优先达到相对均匀,然而代位原子均匀化十分困难,这些合金元素难以达到均匀状态,尤其碳化物形成元素阻碍碳原子的扩散,实际上碳也难以十分均匀。这就是树枝状偏析能够稳定存在的原因。但是在具有一次带状的热变形石油裂化管中可以出现二次带状,也可以不出现二次带状,就没有出现带状组织。控制相变条件就可以控制二次带状组织。
将石油裂化管(776)带状组织试样正火,880℃加热1h,空冷,观察带状组织变化,发现带状组织有所减轻,(a)为硝酸酒精浸蚀,为二次带状组织,(b)为用CuCl2的试剂浸蚀后的一次带状组织。
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石油裂化管是用于石油化学工业中的炉管、热交换器管和管道用的无缝钢管,一般用低碳钢或钼基合金材料制管,要求能承受400℃以上高温及15MPa以上压力,各种性能指标要求较高,生产难度大,尤其以铝基材质制管的工艺难掌握
1、生产工艺流程
该厂石油裂化管的生产工艺流程为:
管坯准备 坯料剥皮(修磨) 环形加热炉加热 三辊穿孔 三辊轧管 再加热 减径 矫直 退火 矫直 切头尾 检验 涡流探伤 超声波探伤 检验 包装 入库。
2、生产工艺研究
根据ICr5Mo石油裂化管的生产工艺流程及ICr5Mo材质的特点,主要对加热、穿孔及退火工艺进行研究。其它工艺过程则与一般无缝钢管的生产工艺相同。
1)管坯加热工艺
钢管材质为1Cr5Mo含较高铬和一定量的钥,加热时其导热性能较一般钢差,热加工塑性也比一般钢低,加热温度范围窄。研制过程中发现在三辊穿孔机上穿孔,温度以1200一1220度为宜,加热时间为100~120min
2)穿孔工艺穿孔是生产1Cr5Mo材质石油裂化管关键工序,在穿孔过程中,易出现内裂和内分层。实验证明,穿孔过程中要选用经穿制碳素钢管后已在顶头表面形成致密氧化膜的顶头。
3)退火工艺根据1Cr5Mo钢的Ac1点为770一790度,Ac3点为830一850度,选择电阻式球化退火炉为设备。
在108三辊轧管机组上按照常规的工艺路线,利用电阻球化退火炉,生产1Cr5Mo石油裂化管.生产工艺是完全可行的。生产石油裂化管必须有高质量的坯料。钢管生产过程中必须轻吊,轻放,防止钢管外表面碰伤、擦伤。
种退火工艺(b),采用完全奥氏体化的温度加热,高温装炉(750C),高温出炉,生产周期短,且性能指标比较好,可作批量生产的优化工艺。
第二种退火工艺(c)采用不完全奥氏体化的温度加热,高温装炉。生产周期短,性能指标也满足标准要求,并且能耗小。表面氧化轻,对钢管表面质量有利。亦可作为批量生产的工艺选择。 [1]
无缝石油裂化管的力学性能
①抗拉强度(σb)
石油裂化管试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的 力(Fb),出以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的 能力。计算公式为:
式中:Fb--试样拉断时所承受的 力,N(牛顿); 石油裂化管So--试样原始横截面积,mm2。