專利名稱：核電用碳鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種第三代核電用碳鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
第三代核電機(jī)組的設(shè)計(jì)原則，是在采用第二代核電機(jī)組已積累的技術(shù)儲(chǔ)備和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對其不足之處，進(jìn)一步采用經(jīng)過開發(fā)驗(yàn)證可行的新技術(shù)，以顯著改善其安全性和經(jīng)濟(jì)性。AP1000的堆芯熔化概率和放射性大量釋放概率比現(xiàn)有的第二代核電機(jī)組大約低2個(gè)量級(jí)，充分體現(xiàn)了第三代核電技術(shù)的優(yōu)越性，即一臺(tái)二代核電機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)要相當(dāng)于100多臺(tái)第三代核電機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)。第三代核電技術(shù)采用了很多嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施，以降低堆芯熔化和大量放射性向外釋放的概率，將預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，將其發(fā)生的可能性降到極低，完全滿足我國現(xiàn)行核安全法規(guī)和國際安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，核電管對鋼管材料質(zhì)量要求很高，而且根據(jù)用途要求采用不同的無縫鋼管，第三代核電機(jī)組采用了碳鋼無縫鋼管，要求無縫鋼管具有良好的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能以及高的鋼質(zhì)純凈度，因此需要特殊設(shè)計(jì)無縫鋼管的化學(xué)成分。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種第三代核電用碳鋼無縫鋼管，該無縫鋼管具有良好的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能，能夠滿足核電站的技術(shù)要求和使用要求。本發(fā)明的一方面提供了一種核電用碳鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括 步驟a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 18 O. 22%, Si O. 20 0.35%, Mn O. 45 O. 63%，Cr O O. 10%，Ni O O. 10%，Mo O 0.05%，Cu O O. 10%, As O O. 015%，Sn O O. 010%，P O O. 015%，S O O. 010% 以及余量的 Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1220 1260°C，控制終軋溫度保產(chǎn)品力學(xué)性能，終軋溫度為860 900°C。優(yōu)選地，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%，MnO. 55 %, Cr O. 05%，Ni O. 04 %, Mo O. 03%，Cu O. 08%，As O. 012%，Sn O. 008 %，P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的另一方面提供了一種核電用碳鋼無縫鋼管，所述碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 18 O. 22%, Si O. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%,Ni O O. 10%,Mo O O. 05%,Cu O O. 10%,As O 0.015%,Sn O 0.010%，P O O. 015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%,Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, Mo O. 03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括提供了一種核電用碳鋼無縫鋼管，該碳鋼無縫鋼管的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能以及鋼質(zhì)純凈度，完全滿足第三代核電站機(jī)組用無縫鋼管的技術(shù)要求。具體來講，所述碳鋼無縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于325MPa、抗拉強(qiáng)度不小于480MPa、延伸率不小于34%、20°C的沖擊功不小于116J，并且其在350°C下的屈服強(qiáng)度不小于215MPa、抗拉強(qiáng)度不小于465MPa、延伸率不小于31%。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明的核電用碳鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。根據(jù)本發(fā)明一方面的核電用碳鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法包括步驟a、冶煉管坯，所 述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 18 O. 22%，Si O. 20 O. 35%，Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%,Ni O O. 10%,Mo O O. 05%,Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0.010%，P ^ 0.015%, S彡O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1220 1260°C，控制終軋溫度保產(chǎn)品力學(xué)性能，終軋溫度為860 900°C。優(yōu)選地，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%，MnO. 55 %, Cr O. 05%，Ni O. 04 %, Mo O. 03%，Cu O. 08%，As O. 012%，Sn O. 008 %，P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明另一方面的核電用碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為CO. 18 O. 22%, Si O. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%, Ni O O. 10%,Mo O 0.05%，Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0·010%，Ρ O 0.015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步的，為了使鋼管純凈度更高，滿足鋼管使用的常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能，優(yōu)選地，所述碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%,Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, Mo O. 03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P0.010%, S O. 008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明選取的化學(xué)成分控制范圍是保證無縫鋼管的常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能最佳，C、Mn含量高于化學(xué)成分規(guī)定的上限，無縫鋼管的常溫沖擊韌性低，延伸率低；C、Mn含量低于化學(xué)成分規(guī)定的下限，無縫鋼管的抗張強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度低；Cu含量高輻照引起Cu斷裂。因此選擇的化學(xué)成分范圍，既保證核電用碳鋼無縫鋼管的力學(xué)性能，也保證產(chǎn)品的使用性能。核電用碳鋼無縫鋼管性能要求很高，除要求拉伸力學(xué)性能外，增加了沖擊韌性和高溫性能要求，因此必須控制終軋溫度，保證熱軋鋼管的各項(xiàng)性能滿足核電管的使用要求。限制上述終軋溫度是為了保證塑性變形在奧氏體區(qū)域內(nèi)完成，冷卻相變后形成的鐵素體、珠光體均勻，達(dá)到正火態(tài)組織水平，從而保證核電管的特殊性能要求。如果加熱溫度大于1260°C，有利于軋管的生產(chǎn)組織順行，但是終軋溫度高，軋后冷卻至相變溫度的時(shí)間長、晶粒粗大，產(chǎn)品性能難于保證；加熱溫度低于1220°C，終軋溫度低，也難于保證產(chǎn)品性能。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，核電用碳鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法也可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)a、冶煉管還冶煉管還,管還的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 18 O. 22%,SiO. 20 O. 35%, Mn O. 45 O. 63%, Cr O O. 10%, Ni O O. 10%, Mo O O. 05%, CuO O. 10%, As O O. 015%, Sn O O. 010%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、鋼管軋制將管坯軋制成無縫鋼管，軋制時(shí)管坯的出爐溫度1220 1260°C，終軋溫度為880°C ±20°C。生產(chǎn)上述無縫鋼管的其余步驟與常規(guī)無縫鋼管的生產(chǎn)方法相同。下面將結(jié)合具體示例來對本發(fā)明進(jìn)行示例性說明。I、冶煉管坯通過冶煉和連鑄，得到示例I至3的管坯。示例I至3的管坯的化學(xué)成分如表I所示。表I示例I至3的管坯的化學(xué)成分(wt% )
權(quán)利要求
1.一種核電用碳鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法包括步驟 a、冶煉管還,所述管還的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為CO. 18 O. 22%, Si O. 20 0.35%, Mn O. 45 O. 63%，Cr O O. 10%，Ni O O. 10%，Mo O 0.05%，Cu O O.10%, As O O. 015%，Sn O O. 010%，P O O. 015%，S O O. 010% 以及余量的 Fe和不可避免的雜質(zhì)； b、將管坯軋制成無縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1220 1260°C，終軋溫度為 860 900。。。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電用碳鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%, Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, MoO.03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P O. 010%, S O. 008% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種核電用碳鋼無縫鋼管，其特征在于，所述碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 18 O. 22%,Si O. 20 O. 35%,Mn O. 45 O. 63%,Cr O O. 10%,Ni O O.10%,Mo O 0.05%，Cu O O. 10%,As O 0.015%，Sn O 0·010%，Ρ O 0.015%，S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電用碳鋼無縫鋼管，其特征在于，所述碳鋼無縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 20%, Si O. 28%, Mn O. 55%, Cr O. 05%, Ni O. 04%, MoO.03%, Cu O. 08%, As O. 012%, Sn O. 008%, P O. 010%, S O. 008% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電用碳鋼無縫鋼管，其特征在于，所述碳鋼無縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于325MPa、抗拉強(qiáng)度不小于480MPa、延伸率不小于34%、20°C的沖擊功不小于116J，并且其在350°C下的屈服強(qiáng)度不小于215MPa、抗拉強(qiáng)度不小于465MPa、延伸率不小于31%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種第三代核電用碳鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。所述方法包括a、冶煉管坯，管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C0.18～0.22％，Si0.20～0.35％，Mn0.45～0.63％，Cr0～0.10％，Ni0～0.10％，Mo0～0.05％，Cu0～0.10％，As0～0.015％，Sn0～0.010％，P0～0.015％，S0～0.010％以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1220～1260℃，終軋溫度為860～900℃。本發(fā)明的碳鋼無縫鋼管的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350℃高溫拉伸性能以及鋼質(zhì)純凈度，完全滿足第三代核電站機(jī)組用無縫鋼管的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)F16L9/02GK102864375SQ201210359279
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者胡茂會(huì), 郭元蓉, 胡鉑, 楊文明 申請人:攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司