[发明专利]一种高压气瓶的生产方法

说明书

本发明涉及一种高压气瓶的生产方法，包括：步骤一、冶炼原料依次经转炉冶炼、精炼、真空脱气生产出满足成分要求的钢水；步骤二、钢水浇注成圆坯；步骤三、圆坯缓冷或直接温送至再加热炉，加热使充分奥氏体化后经穿轧毛管、带芯棒连轧成荒管、减定径机定径成型，制成无缝钢管，从圆坯至无缝钢管的总压缩比达到10以上，所述总压缩比＝圆坯的横截面积/无缝钢管的横截面积；步骤四、无缝钢管经下料、收底、收口后制成钢瓶；步骤五、钢瓶进行调质，调质工艺包括淬火和回火。本发明的气瓶材料成本低，并且采用连铸‑无缝管‑气瓶的生产路线，加工工艺简单，加工成本低。

技术领域

本发明涉及气瓶制造，具体涉及一种兼具高强度与高韧性的高压气瓶的生产方法。

背景技术

高压气瓶用于充装氧气、氮气、氩气、氦气、氢气等压缩气体，在工业、民用和国防等领域广泛使用，其使用的工作压力主要有15MPa和20MPa，这些气瓶设计壁厚较厚，空瓶质量较重，不仅浪费材料资源，而且运输成本大、人员操作、移动非常不便。近几年国内外均开始使用工作压力为30MPa的高压气瓶。这种高压气瓶的设计壁厚比使用一般材料制造的高压气瓶大大减薄，这样不仅实现了高压气瓶的轻量化，节约了资源，减少了运输和搬运过程中的损耗，更重要的是提高了单个高压气瓶的气体装载量，从而提高了气体使用效率，减少更换费用和因频繁使用造成的批料失效损失。

根据ISO 9809-2《Gas cylinders-refillable seamless steel gas cylinders-Design,construction and testing-Part 2；Quenched and tempered steel cylinderswith tensile strength greater than or equal to 1100MPa》标准要求，工作压力30MPa高压气瓶需要达到以下机械性能：

注：①当气瓶材料冲击韧性仅达到该值时，气瓶批量试验时需要补充裂纹爆破试验

欧美等先进国家已经开发了能够满足以上要求的钢种，例如将Mo含量提高至0.40％-0.55％或V含量提高至0.03％-0.05％的34CrMo4，但性能余量不多，仅达到注①的要求，使用的34CrNiMo8，38CrNi3MoVA等钢合金含量很高，十分不经济。国内有厂家通过在34CrMo4基础上提Mo、加V等成分设计高压气瓶用钢，但后续都需要配合模铸锭锻造、冲压、钢管冷旋压等大变形工艺，不但工艺流程长，而且制造成本高。

发明专利CN201611218735.7公布了一种高强度高韧性气瓶用无缝钢管及生产方法，该无缝钢管的成分按重量百分比为：C：0.30～0.40％，Si：0.17～0.37％，Mn：0.60～0.80％，Cr：0.85～1.20％，Mo：0.20～0.30％，Ni：0.1～0.4％，W：0～0.01％，P 0％～0.020％，S 0％～0.010％，Cu 0～0.25％，Ti 0～0.05％，V 0％-0.2％，Al：0.005-0.050％，余量为铁。该技术采用模铸+锻造方式生产钢管用坯料，模铸锭成材率低，锻造成本又高，导致气瓶生产成本很高。

专利CN201110383257.6公布了一种高强度气瓶用合金钢、气瓶及其制备方法，成分按重量百分比为C：0.30～0.38％，Si：0.15～0.37％，Mn：0.60～0.90％，Cr：0.80～1.20％，Mo：0.15～0.30％，Al：0.01-0.05％，Ti：0.00～0.25％，Nb 0.02～0.25％，W：0.03～0.20％，Ni：0.1～0.4％，P≤0.010％，S≤0.010％，Ti+Nb≥0.07％，Ca：0.002～0.004％，N≤0.035％，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明专利中Ti对纯净度不利、Nb、W成本很高，并且需采用连铸方坯+轧制+冲拔的大变形工艺生产气瓶，导致气瓶生产成本很高。

发明内容