海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管及其生产工艺的制作方法

1.本发明涉及双相钢管技术领域，具体涉及海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管及其生产工艺。


背景技术：

2.中国专利cn114263790a公开了一种海洋工程用高强度大壁厚双相不锈钢管及其制备工艺，包括不锈钢管体，不锈钢管体外壁面设有一组并排分布的加强环；所述不锈钢管体内壁面还设有氧化铬层和氮化硅内衬层；所述不锈钢管体外壁面设有氮化硅外衬层和聚全氟乙丙烯防腐层。制备工艺为：对双相不锈钢管坯依次进行加热处理、穿孔、退火、冷轧和固溶处理，得到固溶钢管；对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理，得到成品；现有技术中，双相不锈钢管坯在热处理过程中，存在温度波动较大或温度异常等问题，导致有害相的析出，影响其双相钢厚壁管在后期使用时的耐腐蚀性。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管及其生产工艺。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺，包括加热、退火、冷轧、固溶步骤；加热：将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理，得到加热管坯；加热处理采用三段式加热，并对加热处理进行实时监测：监测过程如下：步骤11：获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg，进行计算得到加热系数；步骤12：获取到加热炉内加热器传递热量值zq和双相不锈钢管坯热量值zg，进行比对分析，获取到加热炉内实时热量损耗系数；步骤13：获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，并计算得到加热炉实时在线功率。
5.作为本发明进一步的方案：在步骤11中，获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg；以及，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb；通过公式，计算得到加热系数xj，其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值范围为0.254-0.260，a2取值范围为0.661-0.671，a3取值范围为0.635-0.645。
6.作为本发明进一步的方案：在步骤12中，获取到加热器传递热量值zq和双相不锈
钢管坯热量值zg，将加热器传递热量值zq与双相不锈钢管坯热量值zg做差值计算，得到热量损耗值zsl；获取两个不同时间点的热量损耗值并标记为第一热量损耗值zsl1和第二热量损耗值zsl2；利用公式，计算得到热处理损耗系数xr：其中，β为补偿因子，tc为两个不同时间点的时间差；其中，b1、b2均为比例系数，b1取值为0.841-0.895，b2取值为0.574-0.578。
7.作为本发明进一步的方案：在步骤13中，获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt；将得到的加热系数xj和热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt，将其代入到公式中，计算得到加热器功率调节系数xp，其中，α为比例系数1.304-1.324；再通过得到加热器功率调节系数xp，利用公式，计算得到加热器实际功率值zp，其中，pb为预先设定的加热器工艺标准功率值。
8.作为本发明进一步的方案：监测过程还包括以下内容：获取到双相不锈钢管坯加热温度最大偏离值，并对双相不锈钢管坯加热温度进行实时记录；统计双相不锈钢管坯在加热过程中，出现温度最大偏离值次数为s1，以及每次出现温度最大偏离值的持续时长标记为st1；利用公式zy=c1*s1+c2*st1，计算得到异常温度影响值zy，其中，c1、c2为系数因子，c1取值为0.235-0.238，c2取值为0.361-0.364。
9.作为本发明进一步的方案：将异常温度影响值zy与异常温度影响阈值相比较；若大于，则生成双相不锈钢管坯热处理异常信号；若小于，则生成双相不锈钢管坯热处理正常信号。
10.作为本发明进一步的方案：第一段的加热时间为500-600℃、加热时间为1-1.5h。
11.作为本发明进一步的方案：第二段的加热温度为1150-1180℃、时间为4-5h。
12.作为本发明进一步的方案：第三段的加热温度为1000-1100℃，时间为2.5-3.5h。
13.一种上述的生产工艺，制备得到的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管。
14.本发明的有益效果：本发明双相钢厚壁管在生成过程中，通过双相不锈钢管坯在加热处理过程中，对加热炉的功率进行实时监测，保证其在工艺温度条件下完成热处理工作；其根据双相不锈钢管坯自身材料性质以及结合加热炉热处理损耗的问题，使其对不同双相不锈钢管坯实施不同热处理温度，从而保证热处理精准性，温度控制更加精准，避免出现双相不锈钢管坯在热处理过程中，存在温度波动较大或温度异常等问题，导致有害相的析出，影响其双相钢厚壁管在后期使用时的耐腐蚀性。
附图说明
15.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
16.图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1请参阅图1所示，本发明为海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管，包括不锈钢管体，不锈钢管体内壁面还设有氧化铬层和氮化硅内衬层；不锈钢管体外壁面设有氮化硅外衬层和聚全氟乙丙烯防腐层；聚全氟乙丙烯防腐层外还设有富镍层、绝缘层和导电涂膜层。
19.实施例2基于上述实施例1，海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺，包括以下步骤：步骤1：加热：将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理，得到加热管坯；加热处理采用三段式加热，第一段的加热时间为500℃、加热时间为1h，第二段的加热温度为1150℃、时间为4h，第三段的加热温度为1000℃，时间为2.5h；其中，双相不锈钢管坯在加热处理过程中，对加热炉的功率进行实时监测，保证其在工艺温度条件下完成热处理工作；具体地，包括以下步骤：步骤11：获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg；以及，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb；其中，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb是由工作人员根据实验数据获取得到的；通过公式，计算得到加热系数xj，其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值范围为0.254，a2取值范围为0.661，a3取值范围为0.635；步骤12：获取到加热器传递热量值zq和双相不锈钢管坯热量值zg，将加热器传递热量值zq与双相不锈钢管坯热量值zg做差值计算，得到热量损耗值zsl；获取两个不同时间点的热量损耗值并标记为第一热量损耗值zsl1和第二热量损耗值zsl2；利用公式，计算得到热处理损耗系数xr：其中，β为补偿因子，tc为两个不同时间点的时间差；其中，b1、b2均为比例系数，b1取值为0.841，b2取值为0.574；步骤13：获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt；将得到的加热系数xj和热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt，
将其代入到公式中，计算得到加热器功率调节系数xp，其中，α为比例系数1.304；再通过得到加热器功率调节系数xp，利用公式，计算得到加热器实际功率值zp，其中，pb为预先设定的加热器工艺标准功率值；将得到的加热器实际功率值zp发送给加热炉的控制端，使得熔炼罐加热器按照调节后实际功率值zp进行工作；步骤14：获取到双相不锈钢管坯加热温度最大偏离值，并对双相不锈钢管坯加热温度进行实时记录；统计双相不锈钢管坯在加热过程中，出现温度最大偏离值次数为s1，以及每次出现温度最大偏离值的持续时长标记为st1；利用公式zy=c1*s1+c2*st1，计算得到异常温度影响值zy，其中，c1、c2为系数因子，c1取值为0.235，c2取值为0.361；将异常温度影响值zy与异常温度影响阈值相比较；若异常温度影响值zy大于异常温度影响阈值时，则生成双相不锈钢管坯热处理异常信号；若异常温度影响值zy小于异常温度影响阈值时，则生成双相不锈钢管坯热处理正常信号；当接收到双相不锈钢管坯热处理异常信号时，对加热炉的加热器进行检修；步骤2：退火：将大壁厚双相不锈钢管管坯引入连续式退火炉中进行退火，得到退火管坯；其中，退火工艺具体为：先采用1050℃的温度进行退火处理，时间为40分钟；随后，以10℃/min的线性降温速度将退火温度降至300℃，并保温5分钟；最后水冷至室温；步骤3：冷轧：将退火管坯进行冷轧加工，得到冷轧钢管；步骤4：对冷轧钢管进行固溶处理，得到固溶钢管；固溶处理的温度为1180℃，保温时间为25min；步骤5：对固溶钢管的内外壁进行耐腐处理，得到成品；其中，耐腐处理具体过程为：先在钢管内壁面喷涂氧化铬层和氮化硅内衬层，在钢管外壁面喷涂氮化硅外衬层、聚全氟乙丙烯防腐、富镍层、绝缘层和导电涂膜层。
20.实施例3与实施例2不同之处在于，第一段的加热时间为550℃、加热时间为1.2h，第二段的加热温度为1165℃、时间为4.5h，第三段的加热温度为1050℃，时间为3h；a1取值范围为0.257，a2取值范围为0.666，a3取值范围为0.640；b1、b2均为比例系数，b1取值为0.868，b2取值为0.576；α为比例系数1.314；c1取值为0.237，c2取值为0.363；先采用1080℃的温度进行退火处理，时间为45分钟；随后，以13℃/min的线性降温速度将退火温度降至350℃，并保温7分钟；最后水冷至室温。
21.实施例4与实施例2不同之处在于，第一段的加热时间为600℃、加热时间为1.5h，第二段的加热温度为1180℃、时间为5h，第三段的加热温度为1000-1100℃，时间为2.5-3.5h；
a1取值范围为0.260，a2取值范围为0.671，a3取值范围为0.645；b1、b2均为比例系数，b1取值为0.895，b2取值为0.578；α为比例系数1.324；c1取值为0.238，c2取值为0.364；先采用1100℃的温度进行退火处理，时间50分钟；随后，以15℃/min的线性降温速度将退火温度降至400℃，并保温8分钟；最后水冷至室温。
22.实施例5基于上述实施例2-4，加热炉内设置有热处理监测系统，热处理监测系统包括：采集模块，采集双相不锈钢管坯的比表面积、双相不锈钢管材质重量份、以及热传导系数，并对应标记为sg、gg和xg；分析模块，获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg，进行计算得到加热系数；该分析模块具体工作过程如下：步骤1：获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg；以及，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb；其中，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb是由工作人员根据实验数据获取得到的；步骤2：通过公式，计算得到加热系数xj，其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值范围为0.254，a2取值范围为0.661，a3取值范围为0.635；误差模块，获取到加热炉内加热器传递热量值和双相不锈钢管坯热量值，并分别标准为zq和zg，将两者进行比对分析，获取到加热炉内实时热量损耗系数；该误差模块具体工作过程如下：步骤1：获取到加热器传递热量值zq和双相不锈钢管坯热量值zg，将加热器传递热量值zq与双相不锈钢管坯热量值zg做差值计算，得到热量损耗值zsl；步骤2：获取两个不同时间点的热量损耗值并标记为第一热量损耗值zsl1和第二热量损耗值zsl2；利用公式，计算得到热处理损耗系数xr：其中，β为补偿因子，tc为两个不同时间点的时间差；其中，b1、b2均为比例系数，b1取值为0.841，b2取值为0.574；调控模块，获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，并计算得到加热炉实时在线功率，基于实时在线功率对加热炉的加热器进行实时调控；该调控模块具体工作过程如下：步骤1：获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt；步骤2：将得到的加热系数xj和热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度
值zt，将其代入到公式中，计算得到加热器功率调节系数xp，其中，α为比例系数1.304；再通过得到加热器功率调节系数xp，利用公式，计算得到加热器实际功率值zp，其中，pb为预先设定的加热器工艺标准功率值；步骤4：将得到的加热器实际功率值zp发送给加热炉的控制端，使得熔炼罐加热器按照调节后实际功率值zp进行工作；监测模块，获取到处理模块的检修信号，对熔炼罐进行故障排除；该检修模块具体工作过程如下：步骤1：获取到双相不锈钢管坯加热温度最大偏离值，并对双相不锈钢管坯加热温度进行实时记录；步骤2：统计双相不锈钢管坯在加热过程中，出现温度最大偏离值次数为s1，以及每次出现温度最大偏离值的持续时长标记为st1；利用公式zy=c1*s1+c2*st1，计算得到异常温度影响值zy，其中，c1、c2为系数因子，c1取值为0.235，c2取值为0.361；步骤3：将异常温度影响值zy与异常温度影响阈值相比较；若异常温度影响值zy大于异常温度影响阈值时，则生成双相不锈钢管坯热处理异常信号；若异常温度影响值zy小于异常温度影响阈值时，则生成双相不锈钢管坯热处理正常信号；步骤4：当接收到双相不锈钢管坯热处理异常信号时，对加热炉的加热器进行检修。
23.实施例6与实施例5不同之处在于，a1取值范围为0.257，a2取值范围为0.666，a3取值范围为0.640；b1、b2均为比例系数，b1取值为0.868，b2取值为0.576；α为比例系数1.314；c1取值为0.237，c2取值为0.363。
24.实施例7与实施例5不同之处在于，a1取值范围为0.260，a2取值范围为0.671，a3取值范围为0.645；b1、b2均为比例系数，b1取值为0.895，b2取值为0.578；α为比例系数1.324；c1取值为0.238，c2取值为0.364。
25.本发明的工作原理：本发明双相钢厚壁管在生成过程中，通过双相不锈钢管坯在加热处理过程中，对加热炉的功率进行实时监测，保证其在工艺温度条件下完成热处理工作；其根据双相不锈钢管坯自身材料性质以及结合加热炉热处理损耗的问题，使其对不同双相不锈钢管坯实施不同热处理温度，从而保证热处理精准性，温度控制更加精准，避免出现双相不锈钢管坯在热处理过程中，存在温度波动较大或温度异常等问题，导致有害相的析出，影响其双相钢厚壁管在后期使用时的耐腐蚀性。
26.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺，其特征在于，包括加热、退火、冷轧、固溶步骤；加热：将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理，得到加热管坯；加热处理采用三段式加热，并对加热处理进行实时监测：监测过程如下：步骤11：获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg，进行计算得到加热系数；步骤12：获取到加热炉内加热器传递热量值zq和双相不锈钢管坯热量值zg，进行比对分析，获取到加热炉内实时热量损耗系数；步骤13：获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，并计算得到加热炉实时在线功率。2.根据权利要求1所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，在步骤11中，获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积sg、双相不锈钢管材质重量份gg、以及热传导系数xg；以及，标准的双相不锈钢管坯的比表面积sgb、双相不锈钢管材质重量份ggb、以及热传导系数xgb；通过公式，计算得到加热系数xj，其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值范围为0.254-0.260，a2取值范围为0.661-0.671，a3取值范围为0.635-0.645。3.根据权利要求2所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，在步骤12中，获取到加热器传递热量值zq和双相不锈钢管坯热量值zg，将加热器传递热量值zq与双相不锈钢管坯热量值zg做差值计算，得到热量损耗值zsl；获取两个不同时间点的热量损耗值并标记为第一热量损耗值zsl1和第二热量损耗值zsl2；利用公式，计算得到热处理损耗系数xr：其中，β为补偿因子，tc为两个不同时间点的时间差；其中，b1、b2均为比例系数，b1取值为0.841-0.895，b2取值为0.574-0.578。4.根据权利要求3所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，在步骤13中，获取到分析模块的加热系数xj和误差模块的热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt；将得到的加热系数xj和热处理损耗系数xr，以及双相不锈钢管坯加热温度值zt，将其代入到公式中，计算得到加热器功率调节系数xp，其中，α为比例系数1.304-1.324；再通过得到加热器功率调节系数xp，利用公式，计算得到加热器实际功率值zp，其中，pb为预先设定的加热器工艺标准功率值。5.根据权利要求4所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，监测过程还包括以下内容：获取到双相不锈钢管坯加热温度最大偏离值，并对双相不锈
钢管坯加热温度进行实时记录；统计双相不锈钢管坯在加热过程中，出现温度最大偏离值次数为s1，以及每次出现温度最大偏离值的持续时长标记为st1；利用公式zy=c1*s1+c2*st1，计算得到异常温度影响值zy，其中，c1、c2为系数因子，c1取值为0.235-0.238，c2取值为0.361-0.364。6.根据权利要求5所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，将异常温度影响值zy与异常温度影响阈值相比较；若大于，则生成双相不锈钢管坯热处理异常信号；若小于，则生成双相不锈钢管坯热处理正常信号。7.根据权利要求6所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，第一段的加热时间为500-600℃、加热时间为1-1.5h。8.根据权利要求7所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，第二段的加热温度为1150-1180℃、时间为4-5h。9.根据权利要求8所述的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管的生产工艺,其特征在于，第三段的加热温度为1000-1100℃，时间为2.5-3.5h。10.一种如根据权利要求1-9任一项所述的生产工艺，制备得到的海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管。

技术总结
本发明公开了海洋工程耐腐蚀大口径双相钢厚壁管及其生产工艺，包括加热、退火、冷轧、固溶步骤；加热：将双相不锈钢管坯在加热炉中进行加热处理，得到加热管坯；加热处理采用三段式加热，并对加热处理进行实时监测：获取到采集模块的双相不锈钢管坯的比表面积、双相不锈钢管材质重量份、以及热传导系数，进行计算得到加热系数；获取到加热炉内加热器传递热量值和双相不锈钢管坯热量值，进行比对分析，获取到加热炉内实时热量损耗系数；获取到分析模块的加热系数和误差模块的热处理损耗系数，并计算得到加热炉实时在线功率，本发明使其对不同双相不锈钢管坯实施不同热处理温度，从而保证热处理精准性，温度控制更加精准。温度控制更加精准。温度控制更加精准。


技术研发人员：华秧青
受保护的技术使用者：江阴市华昌不锈钢管有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/8/14