本发明涉及输送管道技术领域，具体涉及一种海洋环境下双相不锈钢管。
背景技术：
目前，我国未来国民经济和社会发展规划中已强调要“强化海洋意识，维护海洋权益，保护海洋生态，开发海洋资源，实施海洋综合管理，促进海洋经济发展”；《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将海洋列为超前部署的全国五大重点战略领域之一。但在海洋资源开发和权益维护中，建造使用的各类海洋设备设施，如海洋平台、油气开采与储运、海洋电力等设施，以及船舶、舰艇等，都面临严酷的海洋环境腐蚀问题。海洋设施使用的材料均需一定的耐腐蚀能力，并且大部分需要采取诸如涂装、阴保等防护措施。部分装备或部件可能由于特定的使用环境而无法涂装、阴保，或者一般的耐蚀钢无法满足使用要求，关键部件需使用更加耐蚀的金属或合金。特别对海洋或靠近海边的输入油气管道，一方面面临海水的冲刷和腐蚀，另一方面要面对输送油气中的硫化氢、氢气等物质的侵蚀，氢气是一种能渗透到金属材料内部并在常温或高温下引起材料变性的介质，常温下引起金属材料的脆化和变形，高温下导致金属材料内部和外部脱碳；硫化氢对金属材料的腐蚀也是一个棘手的问题，常温下它能引起金属材料的应力腐蚀开裂，高温下它能引起金属材料的快速均匀腐蚀。一旦发生泄漏造成不可估量的损失和对生态环境造成重大破坏，目前市场上现有产品针对海洋中油气输送管道的使用寿命普遍不长，而且更换管道又需要花大量的人力物力，因此，急需一种性能稳定且更耐海水和油气腐蚀的管道。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种海洋环境下双相不锈钢管，采用复合管的特殊工艺，其管道材质分为两层，其外层为针对耐海水腐蚀特定配制的材质，其内层为针对耐硫化氢、氢气等油气腐蚀物质特定配制的材质，经加工和热处理挤压成一体，其材质配方中还着重考量复合管的结构强度、加工性和可焊接性，本发明双相不锈钢管适用于海洋环境下的输油气管道，具体如下：
一种海洋环境下双相不锈钢管，包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，所述外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：
c≤0.05％；0.1％≤si≤0.6％；mn≤0.04％；25％≤cr≤27％；5％≤ni≤7％；0.3％≤mo≤0.6％；s≤0.01％；0.03％≤al≤0.06％；1％≤w≤2％；p≤0.03％；cu≤1.5％；n≤0.2％；其中铁素体含量为45％～55％，余量为奥氏体及不可去除的杂质质；
所述内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：
c≤0.03％；0.03％≤si≤0.1％；0.03％≤mn≤0.06％；22％≤cr≤25％；6％≤ni≤7％；0.6％≤mo≤1％；s≤0.01％；0<al≤0.03％；2％≤w≤3％；p≤0.03％；cu≤2％；n≤0.25％；所述铁素体含量为48％～52％。
c在提高不锈钢的强度，但又显著降低钢的塑性及韧性，c与钢中铬结合导致铬贫化而引起晶间腐蚀和耐蚀性下降，本发明外层双相不锈钢层c含量为c≤0.05％，既能保持一定的强度，同时兼顾优异的塑性及韧性；而内层双相不锈钢层c控制在c≤0.03％，韧性较外层双相不锈钢层较强，所述内层双相不锈钢层厚度相对于外层双相不锈钢层厚度为80％～120％；内层双相不锈钢层对外层双相不锈钢层起相对的支撑作用，外层双相不锈钢层刚性更好，在海水的冲刷下，抗冲击力更强。
si能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，si与cr、mo结合能提高抗腐蚀性和抗氧化性，但是si量增加会降低的焊接性能；外层双相不锈钢层si的含量为0.1％～0.6％，内层双相不锈钢层含量为0.03％～0.1％，内层为焊接的主要层，因此含量相对较低，外层弹性性能更好，更具有耐冲击性，而且还保证了外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层的焊接性能。
mn是一种弱脱氧剂，适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性；加入mn还提高了耐磨性，普通碳素钢中锰的含量约为0.3％～0.8％，且mn提高了n的溶解度，含量过高使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性；因此，本发明中，外层双相不锈钢层mn的含量为mn≤0.04％，内层双相不锈钢层mn的含量为0.03％～0.06％，内层双相不锈钢层在输送油气时易受硫化氢的腐蚀，所在内层双相不锈钢层mn的含量相对外层双相不锈钢层的含量偏高。
cr对钢的不锈性和耐腐蚀性有决定意义，随着cr含量的增加，不仅在氧化性酸介质中耐腐蚀提高，而且大大提高氯化物溶液中耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀能力，同时需要mo和w的配合，耐腐蚀性才有显著的提高，同时mo和w能显著促进cr在钝化膜中富集，从而提高了钢的耐腐蚀性；对于第四代双相不锈钢来说，cr的含量都在20％以上，由于在双相不锈钢中cr的含量超过30％，则体现出较强的硬脆性，耐冲击性大大降低，因此，外层双相不锈钢层中cr的含量为25％～27％，内层双相不锈钢层中cr的含量为22％～25％；外层双相不锈钢层相对内层双相不锈钢层刚性更强。
mo元素显著提高了cr在钝化膜中富集，从而提高了钢的耐腐蚀性；含mo双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18～8型奥氏体不锈钢在60℃以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力；外层双相不锈钢层mo的含量为0.3％～0.6％；内层双相不锈钢层mo的含量为0.6％～1％，内层双相不锈钢层mo的最高含量高于外层双相不锈钢层，因内层双相不锈钢层在抵抗硫化氢腐蚀的同时还得抵抗氢气所发生的氢脆；含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能、耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能，在具有相同的孔蚀抗力当量值时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿，双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与aisi316l相当，含25％cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了aisi316l。
ni是奥氏体不锈钢所必需的元素，而且也是对抑制伴随的应变诱发马氏体生成的有效元素，镍能形成一种致密的氧化层能够隔绝内部不再继续氧化而且这种氧化层耐腐蚀性好。
s在钢中的溶解度很低，但是在加工过程中将双相不锈钢中的s完成排出也是达不到的，过多的s将大量形成低熔点的宫颈非金属夹杂物，沿晶界分布，导致钢的热加工性、韧性和耐点蚀性劣化，因此，外层双相不锈钢层与内层双相不锈钢层硫的含量控制s≤0.01％。
少量的al会细化晶粒，提高冲击韧性，al在加工钢制品时会对钢进行脱氧和脱硫，与cr、si合用可显著提高钢的耐高温腐蚀能力，但是随着al的增加会影响钢的热加工性能、焊接性能及切削加工性能，因此外层双相不锈钢层的al比内层双相不锈钢层量大，但因al量的增加会导致热加工能力变差，因此，外层双相不锈钢层al含量为0.03％～0.06％，内层双相不锈钢层al≤0.03％。
w与mo同样是提高不锈钢耐蚀性的元素，尤其是在低ph值时，它显示了优越耐点状腐蚀的性能并推迟了该双相不锈钢中的σ相析出，但若w含量小于2％，则上述作用就显得不太明显，但是随着w含量增加，在高温气氛下容易迅速被氧化，致使金属间的化合物形成，产生不好的影响，因此，外层双相不锈钢层w的含量为1％～2％，内层双相不锈钢层w的含量为2％～3％；在cr含量为20％～30％时w/mo的重量比非常重要，w/mo重量比为2.5～3.5，则热塑性变得极好。尤其是，由于在该热影响区中减少了金属间化合物的形成，所以可使该相稳定；而w/mo重量比小于2或大于4时，则会析出金属间化合物致使冲击韧性受到不利的影响。
cu抑制金属间化合物形成，并在还原气氛中提高耐腐蚀能力，尤其是在含20％～28％cr的场合下，通过加cu改进了冲击韧性；但若其含量超过2.0％，则使热塑性下降。
n是奥氏体稳定化元素，并加强了耐腐蚀性和耐磨性，当n含量小0.13％，双相不锈钢的耐腐蚀性和耐磨性不强，而促进金属间化合物析出。另一方面，若n含量大于0.27％，则奥氏体相被过分增强，结果使热塑性下降。因此，最好将n含量限于0.13～0.27％。
p在现有技术下完成清除有相当难度，于炼钢过程中加入的铁合金中而自然带入的。若p含量大于0.04％，一般情况下是钢中的有害元素，会增加钢的脆性及耐腐蚀性则耐腐蚀性和冲击韧性均变差。因此可取的是将p限于0.04％以下，更好是限于0.03％以下。
从总的来说，内层双相不锈钢层的刚性较外层双相不锈钢层强，从合金材料的配比上如c、w、cr等表现刚性的材料，内层双相不锈钢层含量较外层双相不锈钢层厚，另外，为复合管的焊接和热加工处理，内层双相不锈钢层较外层双相不锈钢层的焊接和热加工性能更好，内层双相不锈钢层在达到双相不锈钢的结构强度时，从材料配比上更耐硫化氢的腐蚀和具有更高的氢脆抵抗性，而外层双相不锈钢层更具有耐海水腐蚀性。
其中内层双相不锈钢层pre＝(％cr 3.3×％mo 16×％n)加上mn、ni、cu、w等，其pre≥45，外层双相不锈钢层pre＝(％cr 3.3×％mo 16×％n)加上mn、ni、cu、w等其pre≥42，内层双相不锈钢层比外层双相不锈钢层具有更强的耐点腐蚀性。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述外层双相不锈钢层中：0.03％≤c≤0.05％；0.01≤mn≤0.03％；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
所述外层双相不锈钢层中：26％≤cr≤27％；0.5％≤mo≤0.6％；6％≤ni≤7％。
所述外层双相不锈钢层中：0.3％≤si≤0.6％；s≤0.005％；p≤0.02％。
所述外层双相不锈钢层中：0.04％≤al≤0.06％；1.5％≤w≤2％。
所述内层双相不锈钢层中：0.02％≤c≤0.03％；0.04％≤mn≤0.06％；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
所述外层双相不锈钢层和内层不锈钢层管件金相组织侵蚀检验标准都符合：晶粒度应不低于astme112标准中的5级要求；无枝晶和柱状组织；非金属夹带物应不低于astme45标准：非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级不允许有条状夹渣和裂纹。
所述内层双相不锈钢层中：22％≤cr≤23％；6.5％≤ni≤7％；0.8％≤mo≤1％。
所述内层双相不锈钢层中：n≤0.02％；2.5％≤w≤3％。
所述内层双相不锈钢层中：0.05％≤si≤0.1％；s≤0.008％；p≤0.02％。
本发明还公布了一种海洋环境下双相不锈钢管的加工方法，包括以下步骤：
s1、分别制成外层双相不锈钢层第一钢锭和内层双相不锈钢层第二钢锭，将第一钢锭和第二钢锭分别放入加热炉中加热；控制温度为1150℃±50℃；温度太高，奥氏体和铁素体会转变成其他相，致使材料性能发生较大变化，达不到所需性能标准。
s2、分别将第一钢锭和第二钢锭进行预压成形，所述第一钢锭预压成外层双相不锈钢层圆管工件，所述第二钢锭预压成内层双相不锈钢层圆管工件，所述内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件以15～18℃/s迅速冷却至100℃～120℃，然后气冷却至室温；固溶热处理降温需迅速。
s3、将s2步骤中固溶热处理得到的外层双相不锈钢层圆管工件内壁进行电解抛光，将内层双相不锈钢层圆管工件外壁进行电解抛光，且内层双相不锈钢层圆管工件外壁能自由紧贴套入外层双相不锈钢层圆管工件内壁，所述内层双相不锈钢层圆管工件外壁与外层双相不锈钢层圆管工件内壁平均缝隙小于200m；对内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件进行加工，以便内层双相不锈钢层圆管工件能紧密且较轻松套入外层双相不锈钢层圆管工件内，且内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件不能相互发生挤压损伤。
s4、将步骤s3中所得到的内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件用高压水清洗干净并干燥；将内层双相不锈钢层圆管工件套入外层双相不锈钢层圆管工件内组成内外套管，将所述内外套管放入加热炉中进行加热，入炉时温度为500℃～600℃，入炉后1.5小时内升温至1160℃±10℃，恒温1小时，然后半小时内降温至1150℃将内外套管放入模具中进行二次挤压成形得到复合管，由于内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件材料成分一样且比价相似度高，因此能很好的熔合，所述模具在挤压之前预热至250℃～280℃，挤压终止温度控制在850℃±20℃，防止温差变化大内部产生的应力过大。所述复合管内孔径较内层双相不锈钢层圆管工件内孔径大500m，所述复合管外径较外层双相不锈钢层圆管工件小500m；所述内外套管在锻造过程中加入弱磁场，所述弱磁场磁感线方向与内外套管平行；加入弱磁场，复合管的晶粒度更细更具有方向性。
s5、将步骤s4中所进行二次锻造所得到的复合管再次放入加热炉中加热，加热炉温度控制在1050℃～1150℃保温10分钟，且保持复合管10圈/分钟绕中心轴线转动，然后水冷；通过严格的温度控制进行减少复合部位应力，防止复合部位产生较大的应力。
s6、将步骤s5复合管进行稳定化处理温度为850～870℃，保温时间2％～3％小时，然后空冷；
s7、将步骤s6中所得复合管内、外表面进行酸洗和喷砂处理，酸洗时间15～18分钟，出料后高压冲洗干净，烘干。进行酸洗和喷砂处理后，复合管表面具有更强的耐腐蚀性和抗氢脆性。
将内层双相不锈钢层与外层双相不锈钢层复合挤出为一根复合管，由于内层双相不锈钢层与外层双相不锈钢层的材料配比大致相同，在常温或一定的高低温情况下，其物理化学性质类似，因此经挤压能很好的融合在一起，将内层双相不锈钢层与外层双相不锈钢层复合的关键除了材料配比，热处理至关重要：成型：采用严格控制温度的热成型，进行精确的加热温度控制，尽量减少热成型加热的次数；性能热处理：采用电炉进行性能热处理，温度控制精度高，减少氧气和c对双相不锈钢的影响，温控方面减少双相不锈钢析出其他有害相的同时，尽量减少复合管的内部应力和表面应力。表面处理：进行酸洗及喷砂处理，优化其表面状态增强抗腐蚀性能，减少表面应力，去除毛刺，增强了耐腐蚀性。
因为海水中含有大量的cl离子，而cl离子对金属氧化膜具有很强的穿透力，故钢管在长期浸泡在海水中极易被点腐蚀，使用寿命非常短；衬胶管虽然暂时能防腐，但外表极易损伤，长时间在海水中胶层易老变脆，经海水或洋流冲刷，时间不长就会脱落。本发明中的的cr和mo离子在海水中能自动补充因cl离子对钢材造成点腐蚀形成的空隙，形成坚强的保护层，而使腐蚀不再向纵深发展，经试验，本发明外管壁在海水中每年的腐蚀量为0.02～0.0822，内管壁在油气输送每年硫化氢腐蚀量0.0122～0.01522,在温度为-30℃～100℃压力为30mpa情况下氢脆可以忽略，在常温下，压力20mpa氢渗透量小于2.5m，因此，本发明的复合管内层耐腐蚀性强，抗氢脆性能高。所以一般壁厚在10～12毫米左右的管板使用寿命将在30～50年之久，而且焊接性能较好，安装极易方便。采用力学检测设备对无缺陷的复合管件半成品进行承压、拉力检测，确保合金管件半成品的力学性能不低于原材料的力学性能值，保证其在后续工作过程中能够承受各种稳态和瞬态的荷载。
有益效果在于：
1、采用热挤压的形式将不同的内层双相不锈钢层和外层双相不锈钢层复合在一起，形成内外材质有一定差别的复合管。
2、内层双相不锈钢层韧性较外层双相不锈钢层强，外层双相不锈钢层较内层双相不锈钢层刚性强，因此复合管的刚性和韧性得到更好的提升，更耐海水冲刷。
3、通过控制内层双相不锈钢层和外层双相不锈钢层的合金配比，使内层双相不锈钢层更耐硫化氢腐蚀和更具有氢脆抵抗性，外层双相不锈钢层更具有耐海水腐蚀性和更好的耐冲击性。
4、成型：严格控制温度的热成型，进行精确的加热温度控制，尽量减少热成型加热的次数，减少其他有害相的析出。
5、热性能热处理：采用电炉进行性能热处理，温度控制精度高，减少氧气和c对双相不锈钢的影响，温控方面减少双相不锈钢析出其他有害相的同时。
6、表面处理：进行酸洗及喷砂处理，优化其表面状态增强抗腐蚀性能，减少表面应力，去除毛刺，增强了耐腐蚀性。
7、进行了固溶热处理和稳定化处理，由于是两种相似材质高温挤压复合，内部应力处理非常重要，增加消减应力工序，对复合管更具有稳定性。
8、通过针对性的复合管形式，分别在复合管外层着重加强对海水的耐腐蚀性，在复合管内层着重加强对油气的耐腐蚀性，相比现有技术由同一材质挤压成形的管道，本发明的耐腐蚀性更强，抗冲击力更好，在同等厚度的管道，本发明应用于海水环境油气输送寿命更长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明复合管的挤压示意图。
附图标记说明如下：1、内层双相不锈钢管；2、内层双相不锈钢管；3、内；4、外模；5、挤压装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
实施例1：本实施例的海洋环境下双相不锈钢管，包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：
c为0.05％；si为0.6％；mn为0.04％；cr为27％；ni为7％；mo为0.6％；s为0.01％；al为0.06％；w为2％；p为0.03％；cu为1.5％；n为0.2％；其中铁素体含量为55％，余量为奥氏体及不可去除的杂质质；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：
c为0.03％；si为0.1％；mn为0.06％；cr为25％；ni为7％；mo为1％；s为0.01％；al为0.03％；w为3％；p为0.03％；cu为2％；n为0.25％；铁素体含量为52％；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
其中外层双相不锈钢层及内层双相不锈钢层中各元素重量比份及作用原理如下：
c在提高不锈钢的强度，但又显著降低钢的塑性及韧性，c与钢中铬结合导致铬贫化而引起晶间腐蚀和耐蚀性下降，本发明外层双相不锈钢层c含量为0.05％，既能保持一定的强度，同时兼顾优异的塑性及韧性；而内层双相不锈钢层c含量为0.03％，韧性较外层双相不锈钢层较强，所述内层双相不锈钢层厚度相对于外层双相不锈钢层厚度为80％～120％；内层双相不锈钢层对外层双相不锈钢层起相对的支撑作用，外层双相不锈钢层刚性更好，在海水的冲刷下，抗冲击力更强。
si能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，si与cr、mo结合能提高抗腐蚀性和抗氧化性，但是si量增加会降低的焊接性能；外层双相不锈钢层si的含量为0.6％，内层双相不锈钢层含量为0.1％，内层为焊接的主要层，因此含量相对较低，外层弹性性能更好，更具有耐冲击性，而且还保证了外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层的焊接性能。
mn是一种弱脱氧剂，适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性；加入mn还提高了耐磨性，普通碳素钢中锰的含量约为0.3％～0.8％，且mn提高了n的溶解度，含量过高使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性；因此，本发明中，外层双相不锈钢层mn的含量为0.04％，内层双相不锈钢层mn的含量为0.06％，内层双相不锈钢层在输送油气时易受硫化氢的腐蚀，所在内层双相不锈钢层mn的含量相对外层双相不锈钢层的含量偏高。
cr对钢的不锈性和耐腐蚀性有决定意义，随着cr含量的增加，不仅在氧化性酸介质中耐腐蚀提高，而且大大提高氯化物溶液中耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀能力，同时需要mo和w的配合，耐腐蚀性才有显著的提高，同时mo和w能显著促进cr在钝化膜中富集，从而提高了钢的耐腐蚀性；对于第四代双相不锈钢来说，cr的含量都在20％以上，由于在双相不锈钢中cr的含量超过30％，则体现出较强的硬脆性，耐冲击性大大降低，因此，外层双相不锈钢层中cr的含量为27％，内层双相不锈钢层中cr的含量为25％；外层双相不锈钢层相对内层双相不锈钢层刚性更强。
mo元素显著提高了cr在钝化膜中富集，从而提高了钢的耐腐蚀性；含mo双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18～8型奥氏体不锈钢在60℃以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力；外层双相不锈钢层mo的含量为0.6％；内层双相不锈钢层mo的含量为1％，内层双相不锈钢层mo的最高含量高于外层双相不锈钢层，因内层双相不锈钢层在抵抗硫化氢腐蚀的同时还得抵抗氢气所发生的氢脆；含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能、耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能，在具有相同的孔蚀抗力当量值时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿，双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与aisi316l相当，含25％cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了aisi316l。
ni是奥氏体不锈钢所必需的元素，而且也是对抑制伴随的应变诱发马氏体生成的有效元素，镍能形成一种致密的氧化层能够隔绝内部不再继续氧化而且这种氧化层耐腐蚀性好。ni是贵重金属，在考虑性能的同时也得考虑经济效应。
s在钢中的溶解度很低，但是在加工过程中将双相不锈钢中的s完成排出也是达不到的，过多的s将大量形成低熔点的宫颈非金属夹杂物，沿晶界分布，导致钢的热加工性、韧性和耐点蚀性劣化，因此，外层双相不锈钢层与内层双相不锈钢层硫的含量都为0.01％。
少量的al会细化晶粒，提高冲击韧性，al在加工钢制品时会对钢进行脱氧和脱硫，与cr、si合用可显著提高钢的耐高温腐蚀能力，但是随着al的增加会影响钢的热加工性能、焊接性能及切削加工性能，因此外层双相不锈钢层的al比内层双相不锈钢层量大，但因al量的增加会导致热加工能力变差，因此，外层双相不锈钢层al含量为0.06％，内层双相不锈钢层al含量为0.03％。
w与mo同样是提高不锈钢耐蚀性的元素，尤其是在低ph值时，它显示了优越耐点状腐蚀的性能并推迟了该双相不锈钢中的σ相析出，但若w含量小于2％，则上述作用就显得不太明显，但是随着w含量增加，在高温气氛下容易迅速被氧化，致使金属间的化合物形成，产生不好的影响，因此，外层双相不锈钢层w的含量为2％，内层双相不锈钢层w的含量为3％；在cr含量为20％～30％时w/mo的重量比非常重要，w/mo重量比为2.5～3.5，则热塑性变得极好。尤其是，由于在该热影响区中减少了金属间化合物的形成，所以可使该相稳定；而w/mo重量比小于2或大于4时，则会析出金属间化合物致使冲击韧性受到不利的影响。
cu抑制金属间化合物形成，并在还原气氛中提高耐腐蚀能力，尤其是在含20％～28％cr的场合下，通过加cu改进了冲击韧性；但若其含量超过2.0％，则使热塑性下降，本实施例外层双相不锈钢层cu含量为1.5％，内层双相不锈钢层cu含量为2％，在保证内的热塑性情况下增强耐腐蚀强度。
n是奥氏体稳定化元素，并加强了耐腐蚀性和耐磨性，当n含量小0.13％，双相不锈钢的耐腐蚀性和耐磨性不强，而促进金属间化合物析出。另一方面，若n含量大于0.27％，则奥氏体相被过分增强，结果使热塑性下降。因此，外层双相不锈钢层n含量为0.2％，外层双相不锈钢层n含量为0.25％。
p在现有技术下完成清除有相当难度，于炼钢过程中加入的铁合金中而自然带入的。若p含量大于0.04％，一般情况下是钢中的有害元素，会增加钢的脆性及耐腐蚀性则耐腐蚀性和冲击韧性均变差。因此可取的是将p限于0.04％以下，本发明限于外层双相不锈钢及内层双相不锈钢层中p的含量为0.03％。
外层双相不锈钢及内层双相不锈钢层的各元素比例差异为达到不同层的参数要求，但同时又为一个整体来应对冲击力、压力以及整体的腐蚀作用等。内层双相不锈钢层的刚性较外层双相不锈钢层强，从合金材料的配比上如c、w、cr等表现刚性的材料，内层双相不锈钢层含量较外层双相不锈钢层厚，另外，为复合管的焊接和热加工处理，内层双相不锈钢层较外层双相不锈钢层的焊接和热加工性能更好，内层双相不锈钢层在达到双相不锈钢的结构强度时，从材料配比上更耐硫化氢的腐蚀和具有更高的氢脆抵抗性，而外层双相不锈钢层更具有耐海水腐蚀性。
其中内层双相不锈钢层pre＝(％cr 3.3×％mo 16×％n)加上mn、ni、cu、w等，其pre≥45，外层双相不锈钢层pre＝(％cr 3.3×％mo 16×％n)加上mn、ni、cu、w等其pre≥42，内层双相不锈钢层比外层双相不锈钢层具有更强的耐点腐蚀性。pre达40以上，其耐腐蚀性能已经非常高，通过双层复合，相对同一材质的管道，本发明更具有针对性耐腐蚀性，外层双相不锈钢层耐海水腐蚀，内层双相不锈钢层耐油气腐蚀及氢脆，其整体的耐腐蚀性能远高于同一材质的管道，内层双相不锈钢层在考虑耐油气腐蚀的同时还从各元素配比上设计，热加工性能及焊接性能都非常优越，在管道连接更具有易加工性和稳定性。
所述外层双相不锈钢层和内层不锈钢层管件金相组织侵蚀检验标准都符合：晶粒度应不低于astme112标准中的5级要求；无枝晶和柱状组织；非金属夹带物应不低于astme45标准：非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级不允许有条状夹渣和裂纹。
实施例2：本实施例是在实施例1的基础上的进一步改进，包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：
c为0.04％；si为0.1％；mn为0.03％；cr为25％；ni为5％；mo为0.3％；s为0.008％；al为0.03％；w为1％；p为0.02％；cu为1％；n为0.18％；其中铁素体含量为45％，余量为奥氏体及不可去除的杂质；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：
c为0.02％；si为0.03％；mn为0.03％；cr为22％；ni为6％；mo为0.6％；s为0.008％；al为0.02％；w为2％；p为0.02％；cu为1.5％；n为0.2％；铁素体含量为48％，余量为奥氏体及不可去除的杂质；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
实施例3：本实施例是在实施例1的基础上的进一步改进，包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：
c为0.045％；si为0.4％；mn为0.035％；cr为26％；ni为6％；mo为0.5％；s为0.007％；al为0.045％；w为1.5％；p为0.025％；cu为1.3％；n为0.19％；其中铁素体含量为50％，余量为奥氏体及不可去除的杂质；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：
c为0.025％；si为0.07％；mn为0.05％；cr为24％；ni为6.5％；mo为0.8％；s为0.009％；al为0.025％；w为2.5％；p为0.025％；cu为1.8％；n为0.23％；铁素体含量为50％，余量为奥氏体及不可去除的杂质；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
本发明还公开了一种海洋环境下双相不锈钢管的加工方法，包括以下步骤：
s1、根据不同的成份分别制成外层双相不锈钢层第一钢锭和内层双相不锈钢层第二钢锭，将第一钢锭和第二钢锭分别放入加热炉中加热；控制温度为1150℃±50℃；温度太高，奥氏体和铁素体会转变成其他相，致使材料性能发生较大变化，达不到所需性能标准。
s2、分别将第一钢锭和第二钢锭进行预压成形，第一钢锭预压成外层双相不锈钢层圆管工件，第二钢锭预压成内层双相不锈钢层圆管工件，内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件以15～18℃/s迅速冷却至100℃～120℃，然后气冷却至室温，固溶热处理降温需迅速，以得到饱和固溶体，以改善双相不锈钢的耐腐蚀性。此外，它还能提高含铬镍双相不锈钢的塑性和韧性。
s3、将外层双相不锈钢层圆管工件内壁进行电解抛光，将内层双相不锈钢层圆管工件外壁进行电解抛光，且内层双相不锈钢层圆管工件外壁能自由紧贴套入外层双相不锈钢层圆管工件内壁，内层双相不锈钢层圆管工件外壁与外层双相不锈钢层圆管工件内壁平均缝隙小于200m；对内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件进行加工，以便内层双相不锈钢层圆管工件能紧密且较轻松套入外层双相不锈钢层圆管工件内，且内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件不能相互发生挤压损伤。
s4、将步骤s3中所得到的内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件用高压水清洗干净并干燥；将内层双相不锈钢层圆管工件套入外层双相不锈钢层圆管工件内组成内外套管，将内外套管放入加热炉中进行加热，入炉时温度为500℃～600℃，入炉后1.5小时内升温至1160℃±10℃，恒温1小时，然后半小时内降温至1150℃将内外套管放入模具中进行二次挤压成形得到复合管，由于内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件材料成分一样且比价相似度高，因此能很好的熔合，模具在挤压之前预热至250℃～280℃，挤压终止温度控制在850℃±20℃，复合管内孔径较内层双相不锈钢层圆管工件内孔径大500m，复合管外径较外层双相不锈钢层圆管工件小500m；在进行复合管挤压成形时，内层双相不锈钢层和外层双相不锈钢层受到一定量的挤压，内外套管在锻造过程中加入弱磁场，弱磁场磁感线方向与内外套管平行；加入弱磁场，复合管的晶粒度更细更具有方向性，提升了复合管的结构强度以及耐腐蚀性，整体性能都能得到提升。
s5、将步骤s4中所进行二次锻造所得到的复合管再次放入加热炉中加热，加热炉温度控制在1050℃～1150℃保温10分钟，且保持复合管10圈/分钟绕中心轴线转动，然后水冷；通过严格的温度控制进行减少复合部位应力，防止复合部位产生较大的应力。
s6、将步骤s5复合管进行稳定化处理温度为850℃～870℃，保温时间2％～3％小时，然后空冷。
s7、将步骤s6中所得复合管内外表面进行酸洗和喷砂处理，酸洗时间15～18分钟，出料后高压冲洗干净，烘干；进行酸洗和喷砂处理后，复合管表面具有更强的耐腐蚀性和抗氢脆性。
复合管挤压成形工作原理：将内层双相不锈钢管1套入外层双相不锈钢管2内形成套管，将套管放入模具进行挤压，内模3套入内层双相不锈钢管1内，外层双相不锈钢管2放入外模4内，内模3与外模4构成挤压模具，内层双相不锈钢管1与外层双相不锈钢管2一端进入模具内，另一端为液压挤压装置5，挤压装置5将套管向模具内挤压成复合管。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于：包括外层双相不锈钢层和内层双相不锈钢层一体热挤出成型的钢管，所述外层双相不锈钢层为第一铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体重量比份含量为：
c≤0.05％；0.1％≤si≤0.6％；mn≤0.04％；25％≤cr≤27％；5％≤ni≤7％；0.3％≤mo≤0.6％；s≤0.01％；0.03％≤al≤0.06％；1％≤w≤2％；p≤0.03％；cu≤1.5％；n≤0.2％；其中铁素体含量为45％～55％，余量为奥氏体及不可去除的杂质质；
所述内层双相不锈钢层为第二铁素体～奥氏体双相不锈钢合金，具体含量为：
c≤0.03％；0.03％≤si≤0.1％；0.03％≤mn≤0.06％；22％≤cr≤25％；6％≤ni≤7％；0.6％≤mo≤1％；s≤0.01％；0<al≤0.03％；2％≤w≤3％；p≤0.03％；cu≤2％；n≤0.25％；所述铁素体含量为48％～52％。
2.根据权利要求1所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述外层双相不锈钢层中：0.03％≤c≤0.05％；0.01≤mn≤0.03％；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
3.根据权利要求1或2所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述外层双相不锈钢层中：26％≤cr≤27％；0.5％≤mo≤0.6％；6％≤ni≤7％。
4.根据权利要求1或2所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述外层双相不锈钢层中：0.3％≤si≤0.6％；s≤0.005％；p≤0.02％。
5.根据权利要求1或2所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述外层双相不锈钢层中：0.04％≤al≤0.06％；1.5％≤w≤2％。
6.根据权利要求1或2所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述内层双相不锈钢层中：0.02％≤c≤0.03％；0.04％≤mn≤0.06％；其中非金属夹杂物：a≤1.0级，b、c≤2.0级，d≤1.5级；a b c d≤5级。
7.根据权利要求6所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述内层双相不锈钢层中：22％≤cr≤23％；6.5％≤ni≤7％；0.8％≤mo≤1％。
8.根据权利要求6所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；所述内层双相不锈钢层中：n≤0.02％；2.5％≤w≤3％。
9.根据权利要求6所述的海洋环境下双相不锈钢管，其特征在于；0.05％≤si≤0.1％；s≤0.008％；p≤0.02％。
10.一种海洋环境下双相不锈钢管的加工方法，其特征在于；包括以下步骤：
s1、分别制成外层双相不锈钢层第一钢锭和内层双相不锈钢层第二钢锭，将第一钢锭和第二钢锭分别放入加热炉中加热；控制温度为1150℃±50℃；
s2、分别将第一钢锭和第二钢锭进行预压成形，所述第一钢锭预压成外层双相不锈钢层圆管工件，所述第二钢锭预压成内层双相不锈钢层圆管工件，所述内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件以15～18℃/s迅速冷却至100℃～120℃，然后气冷却至室温；
s3、将外层双相不锈钢层圆管工件内壁进行电解抛光，将内层双相不锈钢层圆管工件外壁进行电解抛光，且内层双相不锈钢层圆管工件外壁能自由紧贴套入外层双相不锈钢层圆管工件内壁，所述内层双相不锈钢层圆管工件外壁与外层双相不锈钢层圆管工件内壁平均缝隙小于20022；
s4、将步骤s3中所得到的内层双相不锈钢层圆管工件和外层双相不锈钢层圆管工件用高压水清洗干净并干燥；将内层双相不锈钢层圆管工件套入外层双相不锈钢层圆管工件内组成内外套管，将所述内外套管放入加热炉中进行加热，入炉时温度为500℃～600℃，入炉后1.5小时内升温至1160℃±10℃，恒温1小时，然后半小时内降温至1150℃将内外套管放入模具中进行二次挤压成形得到复合管，所述模具在挤压之前预热至250℃～280℃，挤压终止温度控制在850℃±20℃，所述复合管内孔径较内层双相不锈钢层圆管工件内孔径大50022，所述复合管外径较外层双相不锈钢层圆管工件小50022；所述内外套管在锻造过程中加入弱磁场，所述弱磁场磁感线方向与内外套管平行；
s5、将步骤s4中所进行二次锻造所得到的复合管再次放入加热炉中加热，加热炉温度控制在1050℃～1150℃保温10分钟，且保持复合管10圈/分钟绕中心轴线转动，然后水冷；
s6、将步骤s5复合管进行稳定化处理温度为850～870℃，保温时间2％～3％小时，然后空冷；
s7、将步骤s6中所得复合管内外表面进行酸洗和喷砂处理，酸洗时间15～18分钟，出料后高压冲洗干净，烘干。
技术总结