一种双飞翼高压锅炉管及其生产工艺的制作方法

本发明属于高压锅炉管，具体涉及一种双飞翼高压锅炉管及其生产工艺。

背景技术：

1、耐热钢因具有优异的高温强度、热稳定性和抗蠕变性能，是制备超临界蒸汽锅炉翅片管的核心基材，传统12cr1mov翅片管的制备工艺主要以热轧无缝管为原料，或采用热轧圆钢空气加热穿刺成型为毛管，后续均需通过酸洗、磷化、皂化工序去除氧化皮和脱碳层，该工艺存在诸多技术缺陷：

2、酸洗工艺会导致管体产生氢脆，形成微裂纹，大幅降低翅片管在高温高压工况下的使用安全性，且酸根、磷化物残留易引发管体内部腐蚀，缩短使用寿命；

3、酸洗除鳞过程难以精准控制脱碳层去除厚度，易造成脱碳层过厚（≥0.06mm），影响钢材的高温机械性能，无法满足超临界蒸汽锅炉的严苛要求；

4、传统冷加工工艺采用等变形量设计，易导致管体表面划伤、粘模，表面光洁度低（ra≥1.6μm），且常规调直机无专用翅片管辊系，调直过程易划伤管体，形位公差控制精度低，翅片扭转量≥1.0mm/m，无法匹配翅片管的高精度装配要求；

5、酸洗、磷化过程产生大量废酸、酸雾和磷化渣，造成严重的环境污染，不符合当前绿色生产的行业发展趋势。

6、同时，现有技术中对12cr1mov翅片管的制备工艺缺乏系统性优化，未结合12cr1mov耐热钢的合金特性设计阶梯式退火、梯度变形冷加工等工艺，难以实现翅片管精度与性能的双重提升，无法满足超临界蒸汽锅炉对翅片管表面质量、形位公差、高温性能的一体化严苛要求，因此，研发一种无酸洗、环保高效、能制备出高精度、高性能12cr1mov高压翅片管的制备工艺，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种双飞翼高压锅炉管及其生产工艺。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、本发明提供了一种双飞翼高压锅炉管，双飞翼高压锅炉管1采用12cr1mov热轧圆钢为原料制成，所述双飞翼高压锅炉管1为无缝异型管结构，截面呈对称飞翼形状，所述两个飞翼2的外侧尖端设有外圆角，所述两个飞翼2的根部设有内圆角。

4、作为本发明的进一步优化方案，双飞翼高压锅炉管1的外径为31.6-32.4mm。

5、作为本发明的进一步优化方案，双飞翼高压锅炉管1的壁厚为5.4-6.6mm。

6、作为本发明的进一步优化方案，双飞翼高压锅炉管1的总宽度为45.7-46.7mm。

7、作为本发明的进一步优化方案，飞翼2高度为5.9-7.1mm，飞翼2外圆角为3.5-4.5mm，飞翼2根部内圆角为1.5-2.0mm，两个飞翼2水平对称度偏差0.1-0.2mm。

8、本发明还提供一种双飞翼高压锅炉管的制备方法，包括以下步骤：

9、s1，定尺下料：将12cr1mov热轧圆钢切割，切割面无毛刺、飞边，端面垂直度0.3-0.5mm/m；

10、s2，无氧化加热穿刺：采用氮基保护气氛加热炉加热至1150-1200℃，热穿刺成型为毛管；

11、s3，初次光亮退火：采用含体积分数4%氢气的氮气混合保护气氛，保护气氛露点-20~-50℃、氧含量10-20ppm，退火温度740-780℃，保温时间0.9-1.0min/mm，保温结束后喷雾快冷至450-500℃出炉，得到工件；

12、s4，初次碱煮：步骤s3中得到的工件完全冷却后开展碱煮，碱液由质量占比79-87%氢氧化钠、10-20%硝酸钠和1-3%碳酸钠组成，碱煮温度130-150℃，保温18-35min；

13、s5，高压水洗：以200-300bar高压水冲洗，喷嘴流量30-50l/min，喷嘴靶距50-80mm，采用多喷嘴旋转喷射方式，清除工件管体内外壁氧化皮与残留碱液；

14、s6，初次冷轧成型：采用异形轧辊模具，将工件管体轧压成对称双飞翼基础截面5m/min轧制工件，单道次断面收缩率18%-22%；

15、s7，二次退火碱煮与冷拉：采用步骤s3中参数将轧制之后的工件进行光亮退火；光亮退火结束后采用步骤s4中同等配比碱液，碱煮温度135-145℃、保温22-30min，完成后以200-300bar高压水冲洗；冲洗结束之后进行冷拉，单道次断面收缩率15%-20%，行进速度8m/min，消除冷轧应力并优化表面品质；

16、s8，精拉加工：采用步骤s3中参数将步骤s7得到的管件进行光亮退火，保温0.9-1.0min/mm，喷雾快冷至450-500℃以下出炉；冷却后采用步骤s4中同等配比碱液，碱煮温度130-140℃，保温18-25min，随后采用200-300bar高压水冲洗；冲洗结束之后进行精拉，单道次断面收缩率10-15%，速度4m/min，得到基管成品；

17、s9，成品热处理：采用氮气保护气氛将基管成品进行热处理，温度950-1010℃，保温15-25min，喷雾快冷；冷却之后采用990-1010℃，保温25min进行回火处理，温度720-760℃，保温2-2.5h，喷雾快冷，得到双飞翼高压锅炉管。

18、本发明的有益效果在于：环保无污染，无氢脆风险：制备全程取消酸洗、磷化、皂化工序，采用无氧化加热从源头减少氧化皮生成，通过碱煮和高压水冲洗实现无酸洗除鳞，无废酸、酸雾、磷化渣产生，碱煮废水可通过中和处理达标排放，符合绿色生产的行业发展趋势；同时避免了酸洗带来的氢脆、酸根残留问题，大幅提升翅片管在高温高压工况下的使用安全性和使用寿命。

1.一种双飞翼高压锅炉管，其特征在于，所述双飞翼高压锅炉管（1）采用12cr1mov热轧圆钢为原料制成，所述双飞翼高压锅炉管（1）为无缝异型管结构，截面呈对称飞翼形状，所述两个飞翼（2）的外侧尖端设有外圆角，所述两个飞翼（2）的根部设有内圆角。

2.根据权利要求1所述的一种双飞翼高压锅炉管，其特征在于，所述双飞翼高压锅炉管（1）的外径为31.6-32.4mm。

3.根据权利要求1所述的一种双飞翼高压锅炉管，其特征在于，所述双飞翼高压锅炉管（1）的壁厚为5.4-6.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种双飞翼高压锅炉管，其特征在于，所述双飞翼高压锅炉管（1）的总宽度为45.7-46.7mm。

5.根据权利要求1所述的一种双飞翼高压锅炉管，其特征在于，所述飞翼（2）高度为5.9-7.1mm，飞翼（2）外圆角为3.5-4.5mm，飞翼（2）根部内圆角为1.5-2.0mm，两个飞翼（2）水平对称度偏差0.1-0.2mm。

6.一种权利要求1-5任一所述的双飞翼高压锅炉管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：