海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法技术

本发明专利技术提供了海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法，其通过对指定化学成分配方冶炼，大能力压力锻造技术控制和热处理工艺优化设计，并且通过特殊切削加工工艺，获得锻造的部件壁厚达到380mm以上，复杂结构热处理Y型管件各位置探伤合格的完整锻件产品,同时满足机械性能屈服强度≥450MPa，零下

【技术实现步骤摘要】
海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法


[0001]本专利技术涉及不锈钢管件的
，特别涉及海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法。

技术介绍

[0002]FPSO即Floating Production Storage and Offloading，中文是海上浮式生产储油船。FPSO是对开采的石油进行油气分离、处理含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和运输，集人员居住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地。与其它石油生产平台相比，FPSO具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储/卸油能力大，以及可转移、重复使用的优点，广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发，已成为海上油气田开发的主流生产方式。
[0003]FPSO是集原油生产、存储、外输等功能于一体的海上原油加工厂，具有抗风浪能力强、适应水深范围广、储卸油能力大以及可转移、重复使用等优点，已成为全球海洋油气开发的主流生产装置。截至目前，我国共运营18艘FPSO，数量和总吨位位居世界前列。虽然我国已经具备FPSO建设能力，但是关键零部件仍然受限制未能实现成熟技术的国产化。特别是针对不同项目，关键的材质与结构设计非同寻常，面对材料性能与成型难度的巨大挑战，需要从工艺角度进行精细化设计与开发。
[0004]双相钢材料兼具优良的耐海水腐蚀性能及良好的材料强度与韧性，在海洋平台及FPSO等极端海洋工况下得到广泛应用，但由于双相钢的冶炼、锻造、热处理以及加工难度较高，高端大型双相钢管件与大型阀门市场一直由欧美制造业垄断。目前，国内的双相钢管件绝大多数都是小型、轻型、薄壁、纯净度低等一般品质零部件。对于FPSO设计寿命30年，15年不进坞等要求，零件的可靠性和质量级别不言而喻。并且对于此项目研发的特殊应用管件(FPSO)在海上巨无霸船体上为了设计所需的充分生产效率，尺寸和口径较大，国际较为普遍的成型方式采用HIP热等静压制造工艺，虽品质能够满足要求，灵活性较高，但是缺点是生产效率较低、成本极高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法，其通过对指定化学成分配方冶炼，大能力压力锻造技术控制和热处理工艺优化设计，并且通过特殊切削加工工艺，获得锻造的部件壁厚达到380mm以上，复杂结构热处理Y型管件各位置探伤合格的完整锻件产品，同时满足机械性能屈服强度≥450MPa，零下
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46℃低温冲击韧性、硬度、金相及ASTM G48方法在50℃三氯化铁溶液下进行24小时耐腐蚀性能测试,质量合格且满足设计使用要求的技术指标和国际先进的深海工程材料标准NORSOK M
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650及ISO 17781的高级别标准，保障了材料的充分可靠性并且提高了装备的安全性能与使用寿命。该制备方法通过新生产制造工艺来确保产品符合高标准质量验收条件，避免了开裂，冲击韧性差，难加工等问题，实现技术难题突破。
[0006]本专利技术提供海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法，其包括如下步骤：
[0007]步骤S1，冶炼工序，其包括采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收料和纯合金料进行浇铸；在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物；
[0008]步骤S2，下料工序，来料按照规范严格检验后按照锻造工艺要求的重量锯切下料,去头去尾切除杂质部分。
[0009]步骤S3，锻造工序，其包括在1020℃
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1170℃的温度范围内对所述下料工序得到的产物进行锻造成型处理；
[0010]步骤S4，粗车工序，机械加工出所有大平面以后需要进行100％超声波探伤，以及表面渗透探伤，确保表面与内在质量。然后按照粗加工工艺卡要求进行粗加工；
[0011]步骤S5，热处理工序，其包括对所述粗车工序得到的产物依次进行固溶退火处理和水冷处理；
[0012]步骤S6，性能测试工序，热处理后进行本体取样，随后开展各项测试确认是否达到指标，包含室温拉伸,低温冲击,硬度,金相检验,铁素体含量检验,耐腐蚀性能试验等；
[0013]步骤S7，切削工序，其包括对所述热处理工序得到的产物进行刀片切削处理，从而得到双相不锈钢特殊管件；
[0014]步骤S8，终检工序，最终成品进行尺寸检查，外观检查，超声波探伤、渗透探伤以及产品本体铁素体含量测试等，各项最终检验合格后入库待发货。
[0015]进一步的，在所述步骤S1中，冶炼工序，其包括采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收料和纯合金料进行浇铸；在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物具体包括：
[0016]采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收钢材料和含铁纯合金材料进行浇铸；
[0017]在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物，使得Nb元素的重量占比为0.010％
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0.100％，V元素的重量占比为0.020％
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0.150％，Co元素的重量占比为0.020％
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0.150％；
[0018]并且将冶炼过程中的耐点蚀当量PREN控制为PREN满足38≤PREN<45。
[0019]进一步的，在所述步骤S3中，锻造工序，其包括在1020℃
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1170℃的温度范围内对所述冶炼工序得到的产物进行锻造成型处理具体包括：
[0020]在1020℃
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1170℃的温度范围内对所述冶炼工序得到的产物进行锻造成型，锻造成型的总锻造比>8，锻件成型过程中每次下压量不超过20％，锻造火次间隔中回炉保温时间不低于2h；并且当锻件成型完成后，再进行锻后处理；
[0021]当完成所述锻造工序后，还对锻造工序得到的锻件进行100％的超声波探伤和表面渗透探伤。
[0022]进一步的，在所述步骤S5中，热处理工序，其包括对所述粗车工序得到的产物依次进行固溶退火处理和水冷处理具体包括：
[0023]在对锻件进行热处理之前，对锻件进行二次超声波探伤和表面渗透探伤；
[0024]在1060℃+/
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10℃的固溶温度范围内对所述锻造工序得到的产物进行固溶退火处
理，并且固溶退火处理的保温计算方式采用NORSOK M650所要求的热壑式热电偶来实现；
[0025]当完成所述固溶退火处理后在不超过65s的转移时间内对锻件进行水冷处理，从而使锻件温度冷却到32℃以下；
[0026]当完成热处理后，对锻件进行本体取样，再对取样得到的样品进行室温拉伸,低温冲击，硬度，金相检验，铁素体含量检验，耐腐蚀性能的测试。
[0027]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤S1，冶炼工序，其包括采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收料和纯合金料进行浇铸；在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物；步骤S2，下料工序，来料按照规范严格检验后按照锻造工艺要求的重量锯切下料,去头去尾切除杂质部分。步骤S3，锻造工序，其包括在1020℃
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1170℃的温度范围内对所述下料工序得到的产物进行锻造成型处理；步骤S4，粗车工序，机械加工出所有大平面以后需要进行100％超声波探伤，以及表面渗透探伤，确保表面与内在质量。然后按照粗加工工艺卡要求进行粗加工；步骤S5，热处理工序，其包括对所述粗车工序得到的产物依次进行固溶退火处理和水冷处理；步骤S6，性能测试工序，热处理后进行本体取样，随后开展各项测试确认是否达到指标，包含室温拉伸,低温冲击,硬度,金相检验,铁素体含量检验,耐腐蚀性能试验等；步骤S7，切削工序，其包括对所述热处理工序得到的产物进行刀片切削处理，从而得到双相不锈钢特殊管件；步骤S8，终检工序，最终成品进行尺寸检查，外观检查，超声波探伤、渗透探伤以及产品本体铁素体含量测试等，各项最终检验合格后入库待发货。2.如权利要求1所述的海上FPSO关键零部件大型锻造双相不锈钢特殊管件制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，冶炼工序，其包括采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收料和纯合金料进行浇铸；在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物具体包括：采用电炉和AOD/VODC炉相结合，以及在氩气气氛保护条件下，对回收钢材料和含铁纯合金材料进行浇铸；在冶炼过程中添加适量的含Nb元素化合物、适量的含V元素化合物和适量的含Co元素化合物，使得Nb元素的重量占比为0.010％
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0.100％，V元素的重量占比为0.020％
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0.150％，Co元素的重量占比为0.020％
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0.150％；并且将冶炼过程中的耐点蚀当量PREN控制为PREN满足38≤PREN&a...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛辉，周勇，
申请(专利权)人：苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：