[發(fā)明專利]一種厚壁L80-13Cr無縫鋼管的熱處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011050873.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112111641A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王錦永;高杰;張亞斌;王連華;劉富強(qiáng);孫元寧;龐于思;高正磊;曹洪波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 邯鄲新興特種管材有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/08
• 分類號(hào): C21D9/08;C21D1/667;C21D1/63;C21D1/19;C21D1/60;C21D6/00
• 代理公司: 石家莊開言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13127
• 代理人: 趙俊嬌

本發(fā)明涉及一種厚壁L80?13Cr無縫鋼管的熱處理方法，步驟為：⑴將無縫鋼管在淬火爐中加熱到980℃～1010℃，完成組織的奧氏體化過程；⑵無縫鋼管水平放置到裝滿循環(huán)水的水槽上方的旋轉(zhuǎn)托輪，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)托輪同時(shí)開啟內(nèi)噴嘴噴入循環(huán)水；⑶旋轉(zhuǎn)托輪帶動(dòng)無縫鋼管旋轉(zhuǎn)且托輪逐漸下沉二分之一到三分之二沉入水面以下；⑷將出水后的無縫鋼管迅速輸送至冷床，用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹風(fēng)冷卻，進(jìn)行回火處理。本發(fā)明優(yōu)化了無縫鋼管的熱處理過程，克服了傳統(tǒng)淬火方法中不易淬透、易老化和不易清洗缺點(diǎn)，有利于提高熱處理后厚壁L80?13Cr無縫鋼管的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種厚壁L80-13Cr無縫鋼管的熱處理方法。

背景技術(shù)

L80-13Cr是一種石油天然氣開采用鋼，具有良好的耐二氧化碳腐蝕性能，良好的耐海水腐蝕性，是成本低廉的耐腐蝕合金，在油氣田開采中，L80-13Cr無縫鋼管應(yīng)用較為廣泛。L80-13Cr不僅要求具備API5CT的80KSI強(qiáng)度性能，而且要求具備良好的韌性。壁厚30mm以下的無縫鋼管加熱奧氏體化后出爐，采用空氣為淬火介質(zhì)同時(shí)強(qiáng)制空氣高速流動(dòng)，使無縫鋼管冷卻到室溫后進(jìn)入回火爐，可以實(shí)現(xiàn)要求的力學(xué)性能；然而壁厚30mm以上的13Cr熱處理很難淬透，導(dǎo)致很難獲得強(qiáng)度和沖擊韌性同時(shí)具備的性能。

目前為解決這個(gè)問題，通常采用兩種熱處理方法來獲得厚壁L80-13Cr的性能：①無縫鋼管加熱保溫保證奧氏體化完全且均勻后出爐，采用攪動(dòng)油為淬火介質(zhì)，無縫鋼管冷卻至室溫后進(jìn)入回火爐。②無縫鋼管加熱保溫保證奧氏體化完全且均勻后出爐，采用攪動(dòng)合成淬火液為淬火介質(zhì)，無縫鋼管冷卻至室溫后進(jìn)入回火爐。

采用油淬的方式可避免無縫鋼管產(chǎn)生淬火裂紋，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較好的機(jī)械性能。但是油淬不僅需要油槽，且油容易燃燒，安全性較差，還需要相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)，同時(shí)，油易老化，增加了更換新油的成本，且淬火后無縫鋼管不易清洗，增加了清洗工序，導(dǎo)致油淬的成本比較高；采用淬火液方式進(jìn)行冷卻時(shí)可獲得較好機(jī)械性能，但批量生產(chǎn)需要大量的合成淬火液，且消耗較快，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種厚壁L80-13Cr無縫鋼管的熱處理方法，優(yōu)化無縫鋼管的熱處理過程，提高熱處理后厚壁L80-13Cr無縫鋼管的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：厚壁L80-13Cr無縫鋼管的熱處理方法，利用熱處理裝置進(jìn)行處理，處理過程包括以下步驟：

步驟一：將無縫鋼管在淬火爐中加熱到980℃～1010℃，到加熱溫度后保溫35min～50min，完成組織的奧氏體化過程；

步驟二：無縫鋼管完成保溫后立刻出爐，迅速將所述無縫鋼管水平放置到裝滿循環(huán)水的水槽上方的旋轉(zhuǎn)托輪上，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)托輪同時(shí)開啟內(nèi)噴嘴，沿軸向無縫鋼管內(nèi)孔中噴入循環(huán)水；拖輪轉(zhuǎn)速40～45rpm/min，內(nèi)噴水壓力0.10～0.25MPa；

步驟三：旋轉(zhuǎn)托輪帶動(dòng)無縫鋼管旋轉(zhuǎn)且托輪逐漸下沉，使無縫鋼管管體二分之一到三分之二沉入水面以下，內(nèi)噴裝置隨托輪同時(shí)下沉；當(dāng)無縫鋼管溫度冷卻到220℃～280℃時(shí)，旋轉(zhuǎn)托輪升起使無縫鋼管離開水面；

步驟四：將出水后的無縫鋼管迅速輸送至冷床，用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹風(fēng)冷卻，待無縫鋼管溫度冷卻至60℃以下后輸送至回火爐，在715℃～725℃進(jìn)行回火處理。L80-13Cr無縫鋼管的材質(zhì)為：APISpec5CT中的L80-13Cr標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)。

無縫鋼管外圓直徑在φ127～φ325mm之間；壁厚在30mm～60mm之間。L80-13Cr無縫鋼管熱處理后的拉伸性能滿足APISpec5CT的規(guī)定，且0℃橫向沖擊性能≥30J。