裂化管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材，裂化管是一種經濟截面鋼材。
基本介紹
- 中文名：裂化管
- 外文名：cracking tube
- 用途：石油化學工業
簡介,生產工藝,作用,熱溫度試驗,
簡介
石油裂化管是用於石油化學工業中的爐管、熱交換器管和管道用的無縫鋼管，一般用低碳鋼或鉬基合金材料制管，要求能承受400℃以上高溫及15MPa以上壓力，各種性能指標要求較高，生產難度大，尤其以鋁基材質制管的工藝難掌握。
生產工藝
1、生產工藝流程
該廠石油裂化管的生產工藝流程為：
管坯準備
坯料剝皮（修磨）環形加熱爐加熱三輥穿孔三輥軋管再加熱減徑矯直退火矯直切頭尾檢驗渦流探傷超音波探傷檢驗包裝入庫。
2、生產工藝研究
根據ICr5Mo石油裂化管的生產工藝流程及ICr5Mo材質的特點，主要對加熱、穿孔及退火工藝進行研究。其它工藝過程則與一般無縫鋼管的生產工藝相同。
1）管坯加熱工藝
鋼管材質為1Cr5Mo含較高鉻和一定量的鑰，加熱時其導熱性能較一般鋼差，熱加工塑性也比一般鋼低，加熱溫度範圍窄。研製過程中發現在三輥穿孔機上穿孔，溫度以1200一1220度為宜，加熱時間為100~120min
2）穿孔工藝穿孔是生產1Cr5Mo材質石油裂化管關鍵工序，在穿孔過程中，易出現內裂和內分層。實驗證明，穿孔過程中要選用經穿制碳素鋼管後已在頂頭表面形成緻密氧化膜的頂頭。
3）退火工藝根據1Cr5Mo鋼的Ac1點為770一790度，Ac3點為830一850度，選擇電阻式球化退火爐為設備。
在108三輥軋管機組上按照常規的工藝路線，利用電阻球化退火爐，生產1Cr5Mo石油裂化管.生產工藝是完全可行的。生產石油裂化管必須有高質量的坯料。鋼管生產過程中必須輕吊，輕放，防止鋼管外表面碰傷、擦傷。
第一種退火工藝（b），採用完全奧氏體化的溫度加熱，高溫裝爐（750C），高溫出爐，生產周期短，且性能指標比較好，可作批量生產的最佳化工藝。
第二種退火工藝（c）採用不完全奧氏體化的溫度加熱，高溫裝爐。生產周期短，性能指標也滿足標準要求，並且能耗小。表面氧化輕，對鋼管表面質量有利。亦可作為批量生產的工藝選擇。
作用
廣泛用於製造結構件和機械零件，如石油鑽桿、汽車傳動軸、腳踏車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。用裂化管制造環形零件，可提高材料利用率，簡化製造工序，節約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，當前已廣泛用鋼管來製造。裂化管還是各種常規武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要石油裂化管來製造。裂化管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由於在周長相等的條件下，裂化管面積最大，用圓形管可以輸送更多的流體。
熱溫度試驗
淬火加熱溫度根據鋼的成分、組織和不同的性能要求來確定。亞共析鋼是AC3+（30～50℃）；共析鋼和過共析鋼是AC1+（30～50℃）。
亞共析20#石油裂化鋼管淬火加熱溫度若選用低於AC3的溫度，則此時20#石油裂化鋼管尚未完全奧氏體化，存在有部分未轉變的鐵素體，淬火後20#石油裂化鋼管仍保留在淬火組織中。鐵素體的硬度較低，從而使淬火後的硬度達不到要求，同時也會影響其他力學性能。若將亞共析鋼加熱到遠高於AC3溫度淬火，則奧氏體晶粒會顯著粗大，從而破壞淬火後的20#石油裂化鋼管性能。所以亞共析鋼淬火加熱溫度選用AC3+（30～50℃），這樣既保證充分奧氏體化，又保持奧氏體晶粒的細小。
過共析鋼的淬火加熱溫度一般推薦為AC1+（30～50℃）。在實際生產中還根據情況適當提高20℃左右。在此溫度範圍內加熱，其組織為細小晶粒的奧氏體和部分細小均勻分布的未溶碳化物。淬火後除極少數殘餘奧氏體外，其組織為片狀馬氏體基體上均勻分布的細小的碳化物質點。這樣的組織硬度高、耐磨性好，並且脆性相對較少。
過共析20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度不能低於AC1，因為此時鋼材尚未奧氏體化。若加熱到略高於AC1溫度時，珠光體完全轉變成奧氏體，並有少量的滲碳體溶入奧氏體。此時奧氏體晶粒細小，且其碳的質量分數已稍高於共析成分。如果繼續升高溫度，則二次滲碳體不斷溶入奧氏體，致使奧氏體晶粒不斷長大，其碳濃度不斷升高，會導致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。同時由於奧氏體含碳量過高，使淬火後殘餘20#石油裂化鋼管數量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此過共析20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度高於AC1過多是不合適的。
在生產實踐中選擇工件的淬火加熱溫度時，除了遵守上述一般原則外，還要考慮工件的化學成分、技術要求、尺寸形狀、原始組織以及加熱設備、冷卻介質等諸多因素的影響，對加熱溫度予以適當調整。如20#石油裂化鋼管零件，通常取上限，對於形狀複雜零件取下限。
強韌化新工藝選用的淬火加熱溫度與常用淬火溫度有所區別。如亞溫淬火是亞共析鋼在略低於AC3的溫度奧氏體化後淬火，這樣可提高韌性，降低脆性轉折溫度，並可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料製成的工件亞溫淬火加熱溫度為AC3－（5～10℃）。
採用高溫淬火可獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體提高強度和韌性。如20#石油裂化鋼管在940℃淬火，5CrMnMo鋼在890℃淬火，20CrMnMo鋼在920℃淬火，效果較好。
高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火，適當降低20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度，或採用快速加熱及縮短保溫時間的辦法，可減少奧氏體的碳含量，提高鋼的韌性。
亞共析20#石油裂化鋼管淬火加熱溫度若選用低於AC3的溫度，則此時20#石油裂化鋼管尚未完全奧氏體化，存在有部分未轉變的鐵素體，淬火後20#石油裂化鋼管仍保留在淬火組織中。鐵素體的硬度較低，從而使淬火後的硬度達不到要求，同時也會影響其他力學性能。若將亞共析鋼加熱到遠高於AC3溫度淬火，則奧氏體晶粒會顯著粗大，從而破壞淬火後的20#石油裂化鋼管性能。所以亞共析鋼淬火加熱溫度選用AC3+（30～50℃），這樣既保證充分奧氏體化，又保持奧氏體晶粒的細小。
過共析鋼的淬火加熱溫度一般推薦為AC1+（30～50℃）。在實際生產中還根據情況適當提高20℃左右。在此溫度範圍內加熱，其組織為細小晶粒的奧氏體和部分細小均勻分布的未溶碳化物。淬火後除極少數殘餘奧氏體外，其組織為片狀馬氏體基體上均勻分布的細小的碳化物質點。這樣的組織硬度高、耐磨性好，並且脆性相對較少。
過共析20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度不能低於AC1，因為此時鋼材尚未奧氏體化。若加熱到略高於AC1溫度時，珠光體完全轉變成奧氏體，並有少量的滲碳體溶入奧氏體。此時奧氏體晶粒細小，且其碳的質量分數已稍高於共析成分。如果繼續升高溫度，則二次滲碳體不斷溶入奧氏體，致使奧氏體晶粒不斷長大，其碳濃度不斷升高，會導致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。同時由於奧氏體含碳量過高，使淬火後殘餘20#石油裂化鋼管數量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此過共析20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度高於AC1過多是不合適的。
在生產實踐中選擇工件的淬火加熱溫度時，除了遵守上述一般原則外，還要考慮工件的化學成分、技術要求、尺寸形狀、原始組織以及加熱設備、冷卻介質等諸多因素的影響，對加熱溫度予以適當調整。如20#石油裂化鋼管零件，通常取上限，對於形狀複雜零件取下限。
強韌化新工藝選用的淬火加熱溫度與常用淬火溫度有所區別。如亞溫淬火是亞共析鋼在略低於AC3的溫度奧氏體化後淬火，這樣可提高韌性，降低脆性轉折溫度，並可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料製成的工件亞溫淬火加熱溫度為AC3－（5～10℃）。
採用高溫淬火可獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體提高強度和韌性。如20#石油裂化鋼管在940℃淬火，5CrMnMo鋼在890℃淬火，20CrMnMo鋼在920℃淬火，效果較好。
高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火，適當降低20#石油裂化鋼管的淬火加熱溫度，或採用快速加熱及縮短保溫時間的辦法，可減少奧氏體的碳含量，提高鋼的韌性。
