【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不锈钢管领域，特别是涉及一种深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法。
技术介绍
1、随着深海油气资源开采的不断深入，逐渐由浅水向深水延伸，深水油气田开发面临离岸距离远、海洋环境条件差（内波和台风）、复杂海底大高差等地形和低温、高压环境、复杂的油气藏特性（高温、高压）、使水下生产系统已成为深海油气田开采的主要形式。水下脐带缆作为连接水下采油树、水下管汇、水下控制模块等油气生产系统的关键设施，通常有电缆、光缆和液压控制、油水气和化学制剂的双相不锈钢管道组成，是水下生产系统关键组成部分。
2、作为水下脐带缆输送化学制剂、液压流体的核心管道，双相不锈钢管服役条件极为苛刻：在水下要稳定服役20年以上，不仅要承受非固定平台导致的波动应力应变和34.5mpa、68.9mpa液压载荷，还需承受海水氯离子侵蚀以及各种油、气、化学药剂侵蚀。同时，由于连通采油平台与水下多井口，脐带缆用管长度往往要达数千米，甚至几十公里，需要通过焊接的方式将无缝管连接延长。要求在全生命周期内的高可靠性、高安全性要求，目前使用双相不锈钢牌号一般为s32750、s31803。
3、随着油气资源开发向由浅水向深水发展，s31803双相不锈钢的点腐蚀当量=22％cr+3.3×3％mo+16×0.15％n=34.3，抗点腐蚀性能相对不足，且由于主要合金元素cr、ni、mo、n等含量较低，力学性能相对较低已无法进一步通过合金元素微调来提升性能。s32750能满足现役脐带缆用管需要，但随着油气开采向更深水域拓展，在此牌号基础上要
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是提供一种深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，能够满足深海油气生产使用标准，保证盘管具有较高力学性能、耐点腐蚀性能良好，适应于深海水下苛刻的海水应用介质环境。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，包括以下步骤：s1.基于s32750超级奥氏体铁素不锈钢基材添加合金元素，经铁水三脱预处理和电弧炉初炼，对钢液的成分进行控制，制造出合格的不锈钢熔液；s2. aod炉氩氧精炼，氧化反应提升炉内温度，加铬铁合金，进行成分调整，还原期加入硅铁，使cao、mgo、al2o3、sio2渣系从钢中去除，通过脱碳反应，使碳脱至0.03% 以下，钢液成分稳定，渣面加铝粉脱氧，形成al2o3夹杂形式存在钢液中，调配高碱度精炼渣，再通过钙处理优化，使ca在al2o3夹杂中置换出a1进入钢液中不生成a1n，将硬质不变形的al2o3夹杂转变为低熔点的塑性钙铝酸盐夹杂，钙处理原则是生成12cao·7 al2o3为液态夹杂，可不形成固态cas夹杂；s3. lf炉外精炼中通入较弱氩气搅拌，添加高含量mgo加 al2o3渣系并使用铝面脱氧，炉内形成高碱度，进一步吸附钢液中夹杂物，最后将钢液制得钢锭，钢锭中的铁素体含量控制为45%～56%；s4.钢锭先进行加热，然后在快锻机上先进行纵向压缩，再进行横向压缩，使钢锭沿纵向进行压缩变形比为≥1的压缩变形，至少进行两次快锻机锻造，而后经棒料热轧机轧制，锻造总压缩比≥3.5，沿纵向进行拔长变形比为3.5~5.5，横向总变形比/纵向总变形比0.30~0.50，控制奥氏体相长宽比1.0~3.0，最终获得圆管坯；s5.对圆管坯中心钻孔定位，穿孔变形温度为1080℃~1200 ℃，穿孔变形削弱了应变分配效应，增大了奥氏体相中的位错密度，提高超级双相不锈钢穿孔速率促进动态再结晶，穿孔后快速浸入水池中冷却，使钢中σ有害相体积分数控制在≤0.2％；s6. 冷轧管冷变形塑性加工和固溶热处理，多道次总变形量≥80％，通过把固溶热处理温度控制在1080±10℃，把两相比例精确调控到1：1；s7.采用自熔焊和盖面沿圆周环焊工艺，管外侧选用98％的ar和2％的n2的高纯氩氮混合气保护，管内侧采用纯n2保护，抛光检测后制得超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管。
3、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s2中aod炉冶炼氧化阶段，通过大流量纯吹氧，氧化反应提升炉内温度，并配加铬铁合金，熔化合金元素，进行成分调整，脱碳完成；在还原期加入硅铁，并将渣中的铬还原进入钢液，使钢液中形成cao、mgo、al2o3、sio2渣系从钢中去除，再通过脱碳反应，炉通入气体为氮和氧，流量比为氮∶氧=3∶1，碳质量分数脱到2×10−4以下，吹氮气，使碳脱至0.03% 以下，钢液中含o主要feo、mno、sio2、al2o3等夹杂形式存在，首先脱氧铝丸，渣面加铝粉的脱氧，形成a12o3夹杂形式存在钢液中，大幅增加钢液的中a12o3夹杂数量，精炼渣中保证高碱度，调配精炼渣成分为：cao 55%~70%，sio210%~20%，al2o315%~20%。
4、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s3中lf炉外精炼中通入较弱氩气搅拌，添加高含量mgo、al2o3渣系并使用铝面脱氧，炉内形成高碱度，深度脱硫，进一步吸附钢液中夹杂物，炉内氩气搅拌带动钢液循环产生气泡去除小尺寸夹杂物，钢液中夹杂物尺寸控制在15μm以下且数量明显减少，夹杂物成分也从复合夹杂物转变成纯镁铝尖晶石夹杂物，使夹杂物细小化，弥散化，随着较弱氩气搅拌时间增加，钢中的o含量逐步下降，当达到15min后，较弱氩气搅拌使o含量下降趋缓，较弱氩气搅拌时间控制在17~23min，使钢中al含量控制在≤0.03%，氧含量≤25ppm。
5、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s4中经初次锻造钢锭在室式天然气加热炉回炉加热，升温温度1130±20℃，加热时间控制在270±30min，温度控制在1080℃~1120℃，保温时间控制30~50min，经两次锻造钢锭在热轧机加热炉再次加热，加热时间控制在200±20min，加热温度控制在1050℃~1100℃，保温时间控制到15~25min，经棒材轧机轧制沿钢锭的纵向进行压缩变形比为≥1.5的压缩变形，经水冷快速冷却至室温，获得钢棒。
6、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s5中在斜底式加热炉窑升温阶段＜800℃时，圆管坯缓慢加热，通过延长加热升温时间，增加圆钢管坯翻钢频次，使温度沿管坯横断面及长度方向分布更均匀；在高温加热阶段，通过快速加热达到所要求温度。
7、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s6中固溶热处理温度：≤1100℃；冷轧道次变形量≤16~40%，中间多道次冷轧加工和中间固溶热处理温度进行软化，获得较大的变形量，过程热处理温度控制在1100±10℃，保温时间控制在10～25min，成品固溶热处理温度控制在1080±10℃，保温时间控制在9～22min，预热和升温320~955℃通过提高炉窑温度场热循环，加热速度控制为2~2.5℃/s，减少钢中σ、cr2n相析出量。
8、在本专利技术一个较佳实施例中，所述s6中中间道次冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S2中AOD炉冶炼氧化阶段，通过大流量纯吹氧，氧化反应提升炉内温度，并配加铬铁合金，进行成分调整，脱碳完成；在还原期加入硅铁，并将渣中的铬还原进入钢液，使钢液中形成的CaO、MgO、Al2O3、SiO2渣系被去除，再通过脱碳反应，炉内通入气体为氮和氧，流量比为氮∶氧=3∶1，碳质量分数脱到2×10−4 以下，吹氮气，使碳脱至0.03% 以下，钢液中含O主要FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式存在首先脱氧铝丸，渣面加铝粉的脱氧，形成A12O3夹杂形式存在钢液中，大幅增加钢液的中A12O3夹杂数量，精炼渣中保证高碱度，调配精炼渣成分为：CaO 55%~70%，SiO2 10%~20%，Al2O3 15%~20%。
3.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S3中LF炉外精炼中通入较弱氩气搅拌，添加高含量MgO、A
4.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S4中经初次锻造钢锭在室式天然气加热炉回炉加热，加热时间控制在270±30min，温度控制在1080℃~1120℃，保温时间控制30~50min，经两次锻造钢锭在热轧机加热炉再次加热，加热时间控制在200±20min，加热温度控制在1050℃~1100℃，保温时间控制到15~25min，经棒材轧机轧制沿钢锭的纵向进行压缩变形比为≥1.5的压缩变形，经水冷快速冷却至室温，获得钢棒。
5.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S5中在斜底式加热炉窑升温阶段＜800℃时，圆管坯缓慢加热，通过延长加热升温时间，增加圆钢管坯翻钢频次，使温度沿管坯横断面及长度方向分布更均匀；在高温加热阶段，通过快速加热达到所要求温度。
6.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S6中固溶热处理温度：≤1100℃；冷轧道次变形量≤16~40%，中间多道次冷轧加工和中间固溶热处理进行软化，获得较大的变形量，过程热处理温度控制在1100±10℃，保温时间控制在10～25min，成品固溶热处理温度控制在1080±10℃，保温时间控制在9～22min，预热和升温320~955℃通过提高炉窑温度场热循环，加热速度控制为2~2.5℃/s，减少钢中σ、Cr2N相析出量。
7.根据权利要求6所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S6中中间道次冷轧管，对应相应的轧制变形冷轧道次变形量≤35~40%，控制减径率达29％～45％，减壁率达到26％～48％，成品冷轧管变形延伸对应相应的轧制变形冷轧道次变形量≤16~30%，控制在减径率达10％～42％，减壁率达到10％～46％。
8.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S7中用氧含量分析仪，含量≤500×10-6后开始焊接，峰值与基值占比分别为200ms和300ms，热输入量控制在0.25~1.35kJ/min。
9.根据权利要求8所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述S7中对焊后焊缝余高及超声不清晰回波产生位置进行修磨抛光，抛光区域宽度≤20mm~40mm，砂带行星系统在管子对接焊缝表面进行360°精确抛光，抛光带运转直线速度为8～25 m/s。
10.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的成分组成以质量%计含有C：≤0.030%，Mn：≤1.00%，Si：≤0.75%，P：≤0.025%，S：≤0.003%，Ni：6.0-8.0%，Cr：24.0-26.0%，Mo：3.5-4.5%，N：0.26-0.31%...
【技术特征摘要】
1.一种深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述s2中aod炉冶炼氧化阶段，通过大流量纯吹氧，氧化反应提升炉内温度，并配加铬铁合金，进行成分调整，脱碳完成；在还原期加入硅铁，并将渣中的铬还原进入钢液，使钢液中形成的cao、mgo、al2o3、sio2渣系被去除，再通过脱碳反应，炉内通入气体为氮和氧，流量比为氮∶氧=3∶1，碳质量分数脱到2×10−4 以下，吹氮气，使碳脱至0.03% 以下，钢液中含o主要feo、mno、sio2、al2o3等夹杂形式存在首先脱氧铝丸，渣面加铝粉的脱氧，形成a12o3夹杂形式存在钢液中，大幅增加钢液的中a12o3夹杂数量，精炼渣中保证高碱度，调配精炼渣成分为：cao 55%~70%，sio2 10%~20%，al2o3 15%~20%。
3.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述s3中lf炉外精炼中通入较弱氩气搅拌，添加高含量mgo、al2o3渣系并使用铝面脱氧，炉内形成高碱度，深度脱硫，进一步吸附钢液中夹杂物，炉内氩气搅拌带动钢液循环产生气泡去除小尺寸夹杂物，钢液中夹杂物尺寸控制在15μm以下且数量明显减少，夹杂物成分也从复合夹杂物转变成纯镁铝尖晶石夹杂物，使夹杂物细小化，弥散化，随着较弱氩气搅拌时间增加，钢中的o含量逐步下降，当达到15min后，较弱氩气搅拌使o含量下降趋缓，较弱氩气搅拌时间控制在17~23min，使钢中al含量控制在≤0.03%，氧含量≤25ppm。
4.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述s4中经初次锻造钢锭在室式天然气加热炉回炉加热，加热时间控制在270±30min，温度控制在1080℃~1120℃，保温时间控制30~50min，经两次锻造钢锭在热轧机加热炉再次加热，加热时间控制在200±20min，加热温度控制在1050℃~1100℃，保温时间控制到15~25min，经棒材轧机轧制沿钢锭的纵向进行压缩变形比为≥1.5的压缩变形，经水冷快速冷却至室温，获得钢棒。
5.根据权利要求1所述的深海脐带缆用超级双相不锈钢无缝管焊接接长盘管的制备方法，其特征在于，所述s5中在斜底式加热炉窑升温阶段＜800℃时，圆管坯缓慢加热，通过延长加热升温时间，...
【专利技术属性】
技术研发人员：高虹，周立初，楚志兵，李恒，彭锦，
申请(专利权)人：江苏武进不锈股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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