不锈钢无缝管热处理工艺评定方案

文件编号：GL-WI-7.5.2-2011典型产品0Cr18Ni9和00Cr17Ni14Mo2钢管和022Cr22Ni5Mo3N(S32205)双相钢不锈钢无缝管热处理工艺评定方案一．目的验证热处理能力及过程的可靠性是否满足标准及客户要求。二．依据JB/T9197:2008《不锈钢和耐热钢热处理》GL-WI-P09《钢管热处理操作规程》GB/T9452-2003《热处理炉有效加热区测定方法》GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》GB13296-2007《锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管》GB9948-2006《石油裂化用无缝钢管》GB/T21833-2008《铁素体-奥氏体双相不锈钢无缝钢管》三．热处理评价准则1.热处理工艺评定要求1.1评定的提出A.新材料投入生产时，由热处理责任工程师根据工艺路线提出评价方案；B.新工艺应用于生产时，由热处理责任工程师提出评定方案；C.以前未涉及材料首次生产时，由热处理责任工程师提出评定方案；D.产品质量理化性能出现较大波动时，由热处理工艺员提出评定方案；E.其它原因（如炉子大修后）认为应该进行热处理工艺评定时，由相关人员提出评定方案；F．客户对工艺要求进行确认或评审时，由市场部门提出要求，技术部组织进行工艺评审。2、评定准备A.在接到评定通知后，热处理责任工程师准备评定的具体实施，并提出具体方案交工艺负责人及技术副总会签。B.评定方案由公司生产技术副总（总工）审批。评定的实施由热处理工序负责实施，相关单位配合。C.在评定前，必须进行热处理过程确认，确保过程质量。3、评定程序A.评定应达到的要求⑴新材料应用，应达到相应材料标准检测项目的最低要求；⑵新工艺应用，要达到相应工艺方案的最低要求；⑶要达到图纸或技术规范提最低要求，产品质量出现较大波动，要达到质量稳定可靠；B.热处理工序按批准的工艺评定方案进行产品的热处理。C.热处理工艺员对整个工艺评定过程进行详细质量跟踪。D.试验检测⑴过程无误后，进行理化等相关试验与检测。⑵理化检测项目按热处理工艺评定方案进行，一般情况下至少要进行抗拉、屈服强度和延伸的性能测试。⑶理化检测按技术要求的位置取样，并对取样位置的正确性负责，无取样位置规定时，按相应性能试验取样规定进行取样。⑷在试样加工或制取过程中要注意不能改变试样的性能。⑸按相应专业规定进行试验并出据试验报告。4、评定要求A.热处理责任工程师组织相关专业人员对评定数据进行综合判定。评定结果达到要求后，经过半年以上生产后至少重复进行一次再评定，检测评定的重现性。⑴当重复评定能够达到要求时，可视为评定有效。⑵当评定结果与首次评定结果有差异时，要识别是正常的波动还是异常波动。必要时可以进行第三次评定，以重复验证评定结果。B.评定结果不满足评定要求时，应查找原因，重新制定评定方案并实施。C.评定结果符合要求后，由热处理工艺员负责收集整理评定资料并保存；D．相应的热处理工艺方案由生产技术副总（总工）批准后纳入热处理质量管理体系文件。5.评审输出要求A.确认连续式辊底炉设备的能力、设备的可靠性，主在控制参数有保温段的温度及温度波动（炉温均匀性和）范围以便指导生产；B.确认工艺参数的可靠性，主要控制参数包括，热处理不同规格产品时保温段温度、热处理速度（产品在保温段经过的时间）以确保热处理的有效性。C．确认人员是否符合热处理工段的要求，能否满足上岗要求。D．确认热处理工艺作业指导书的可靠性，以保证该作业指导书能正常指导生产，确保产品符合标准和客户要求的各项工艺及物理性能的要求。四．评价验证方法：A．试样选择：公司产品φ21.3×1.24~φ273.0×6.0选用大中小规格规格常用材质TP304、TP316L、S31803和S32205作为评价参考对象，可选用1.5米的小样块随炉固溶热处理采用工艺设备的辊速（上限、下限）不同的辊速，对试块进行试验判定其理化性能进而确定工艺的可靠性，试验样选择应采取，低温高速一组，高温低速线组，其性能合格就能代表整个参数范围内。设计试件选择：选择从大TP304Hφ273×6规格到TP316Lφ19×1的奥氏体钢和S31803双相不锈钢φ21.3×1.24φ60.3×3.91两规格的代表性产品进行热处理工艺可靠性确认，共涉及六个材质八个规格来确定热处理工艺。B．评价前准备：1.确认项目(1)炉温均匀性及控制稳定性炉温控制区分为预热区、加热区、保温区（3米），对保温段的炉温均匀性和稳定性进行确认，确保钢管产品在保温段符合要求；(2)辊速控制：确认热处理辊底炉各项工艺参数，包括设备的烧嘴分布、炉温情况、测温度点位置及相关数据，通调频电机调整炉辊转速对应的线速度；(3)产品特性（性能）确认：按GB13296和GB/T21833标准要求的检测项目及验收准则对以下项目：拉伸、压扁、扩口、晶间腐蚀、晶粒度进行验收。2.对已编制的热处理（固溶）的工艺技术参数进行工艺有效验证，处理参数依据见附表1。表1：钢管热处理的温度及加热速度国标牌号ASME牌号规格mm辊速度r/min成品温度冷却方法1Cr19Ni10TP304Hφ273×6230～3001040～1080℃喷淋0Cr18Ni9TP304φ159×5.6250～3501040～1100℃喷淋022Cr22Ni5Mo3NS31803φ60.3×4250～3001040～1080℃喷淋1Cr19Ni11NbTP347Hφ89.0×4.0370～4001100～1180℃喷淋00Cr19Ni10TP304Lφ60.3×4350～4001040～1100℃喷淋00Cr17Ni14Mo2TP316Lφ38×2.3550～6001040～1080℃喷淋022Cr22Ni5Mo3NS31803φ21.3×1.24400～5501040～1080℃喷淋00Cr17Ni14Mo2TP316Lφ19×1700～9001040～1100℃喷淋对热处理执行技术参数进行记录：热处理（固溶）的工艺参数原始记录和曲线。在这个过程中要求保存以下数据作为热处理工艺评价的依据：在工艺评价记录中应有设备数据附页，热处理工艺记录及原始记录符合工艺要求。五．样块的跟踪检测试验：判定热处理结果是根据处理后产品的特性来实现的，我们需要对以下检测项目进行检验，确定性能是否满足.检测项目包括：抗拉强度Rm、屈服强度Rp0.2、延伸率A、扩口工艺性能、压扁工艺性能试验的要求。检测热处理后金相的晶粒度恢复情况及晶间腐蚀是否满足要求。在这个过程中要求保存以下数据作为热处理工艺评价的依据：试块的各检测项目的检测报告数据。如拉伸、扩口、压扁和晶腐等。编制：胡纯潮技术部审批：冯元2010年12月30日123文件编号：GL-WI-7.5.2-2011典型产品1Cr19Ni9，0Cr18Ni9和00Cr17Ni14Mo2钢管和022Cr22Ni5Mo3N(S32205)双相钢不锈钢无缝管热处理工艺评价记录一．热处理设备确认记录主要设备：连续式辊底炉设备名称：连续式辊底炉17500*1120*400设备状态：完好相关设备：煤气发生炉（热源人工煤气）2m3设备状态：完好二．热处理工艺参数确认记录A．辊底炉参数：生产设备：炉膛：17500*1120*400炉子温控系统采用5点控温,整台炉子共有3个热电偶测温,其中主要的3个测温点,其中炉膛中3#测温点测得的温度预热段1#为保温区的温度，保温段长为距离炉膛出口3.5米的距离，保温时间为钢管进入保温段到炉膛出口所经历的时间。热源：采用清洁管道天燃气。辊速：主电动机辊速表，调节辊速相应线速度的变化来实现热处理保温时间调整之目的。连续式辊底炉如图22000mm7600mm12000mm1120mm出口17500mmFigure2Note:1保温段3.5m,2加热段4.1m3预热段B．炉温均匀性确认*按GB/T9452-2003进行保温段炉温均匀性测定图中符号：L：保温段长4.5m；H：保温段高0.45m；B：炉膛内宽度1.16m；数字：1、2、3、4、5为测试热电偶位置。当保温段为1052℃时测得各截面温度测试结果：测定截面内5个点的温度℃12345靠近加热段截面10581053106110521058保温段中间截面10471051105510451056保温段出口前截面10411044104910511047温度在标准温度1052℃度最低为1041℃最高为1061℃，偏差在规定的±15℃范围，保温段炉内温均匀性符合要求。C.辊速确认：见线速度测量记录附页1。结论：热处理设备经过确认符合工艺要求。三．样块进行热处理的相关记录：按公司设定的热处理（固溶）的工艺技术参数进行控制情况下，对以上8个规格产品理化性能指标准均达到要求。热处理原始记录.四.人员确认：热处理操作工和热处理负责人，均培训合格上岗，样件操作过程符合工艺作业指导书的要求，所以人员确认符合要求。结论：人员经过确认符合上岗要求。五.设定参与评价的产品检验合格情况（按GB13296和GB/T21833标准检验）：项目规格S31803RmMpaRp0.2/MpaA（%）晶腐硬度HRB压扁扩口≥18%φ273×6545/635250/29056/53合格73/84合格21合格φ159×5.6565/650255/29559/50合格71/82合格22合格φ89.0×4.0545/635250/29056/53合格73/82合格21合格φ60.3×4565/650255/29559/50合格73/84合格23合格φ38×2.3545/635250/29056/53合格71/82合格22合格φ19×1565/650255/29559/50合格73/82合格21合格双相钢对样块理化试验检验结果试验结果见下表：项目规格S31803Rm/MpaRp0.2/MpaA（%）晶腐F/A压扁扩口≥10%φ60.3×4.0645/750510/58033/26合格55合格16%合格φ21.3×1.24650/765495/55532/29合格53合格17%合格α-相500倍α-相500倍以上八个规格经检验全部合格。六：物理性能试验报告、晶间腐蚀和晶粒度评级报告、冲击试验报告、热处理曲线。热处理工艺评价结论：公司作业指导书各项工艺参数经试验确认均符合产品标准要求，技术部进行确认后符合实际情况。根据以上数据分析结果我们可以看出，我们之前设定的热处理工艺方案下生产出来的钢管样块各项理化性能均达到较理想的要求，从而我们认为我们制定的热处理工艺符合生产实际要求。确认的热处理工艺参数对照表如下：附表：辊底炉热处理制度工艺参数对照表钢种炉温℃壁厚保温时间min电机转速（转/分）却冷方式0Cr18Ni900Cr19Ni100Cr18Ni10Ti1Cr18Ni9TP304TP304LTP304HTP3211040~11000.9～1.51~31000~600喷水冷却注：在制品温度控制比相同规格和材质的加热温度高10~30℃，辊速与成品规格相同。1.5~2.53~7700~5002.5~46.5~10550~3704~69~13400~2306~812~18250~1708~1016~22180~14010~1220~26160~12012~1624~32130~900Cr17Ni12Mo200Cr17Ni14Mo20Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo30Cr18Ni12Mo2TiTP316/316LTP317/317LTP316Ti1040~11000.9～1.51~31000~6001.5~2.53~7800~5002.5~46.5~10550~3704~69~13400~2306~812~18250~1708~1016~22180~14010~1220~26160~12012~1624~32130~9015~2030~40100~501Cr18Ni11Ti0Cr18Ni11NbTP321HTP3471060~11200.9～1.51~31000~6001.5~2.53~7800~5002.5~46.5~10550~3704~69