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当前我国不锈钢锅炉管生产中存在的问题有哪些

来源:至德钢业 日期:2020-11-09 14:24:00 人气:44

目前我国不锈钢管锅炉管在实际生产过程中存在的问题如下:


一、标准本身的问题


 我国GB5310标准规定,热扩钢管必须采用整体加热、再热扩的工艺,但当前国内除攀钢集团成都钢钒有限公司、天津钢管集团股份有限公司各有一条生产线具备进行整体加热、再热扩的生产能力之外,90%以上的热扩管都是由感应加热(局部加热)的推拉式工艺完成的。不锈钢锅炉管打包招标的采购合同中,总有部分薄壁钢管是要通过扩管工艺再生产,招标文件中往往规定不准“分包”,这给无缝钢管生产企业带来很大难度。


 GB5310标准中作出此规定是考虑到局部加热会影响到整根钢管性能的均匀,但这完全可以通过扩管后的热处理或取消热扩状态交货(增加正火工艺)进行解决。前几年国家某权威机构还给一家企业颁发了不锈钢锅炉管推拉式生产工艺的生产资格,这说明此工艺是完全能满足不锈钢锅炉管使用要求的。即将颁发的新版GB5310—2016还将增加“轧制比≥3”的要求,这将给部分厚壁管用连铸坯生产带来巨大的成本压力,用锻坯生产时成本增加1500元/吨以上,增加一道变形工艺用不同机组联合生产,成本也要增加近1000元/t。


 轧制比本质是要增加变形量,使连铸钢坯内部孔隙压合,铸态枝晶被打碎,轧件的纵向和横向力学性能均得到明显提高。多少变形量合适,在GB/T10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》的第一款“范围”里指出,“本标准规定了用标准图谱评定压缩比≥3的轧制或锻制钢材中的非金属夹杂物的显微评定方法”,这是针对纵向轧材而定的,通常采用金属变形前后的横断面积的比值来表示;但钢管的变形除纵向变形外,还有周向剪切变形、轴向剪切变形两个巨大的附加变形,这两个变形更强烈地改变连铸坯的内部组织。笔者通过对几个不同直径的管坯刻槽轧制不同规格的钢管来比较槽长的变化比例与轧制比的关系,结果都有一倍以上,当然厚度方向上的变化会使这影响减小些,但至少说明这影响肯定存在并且还比较大。因此,若要增加轧制比指标,可参照只有纵向变形时“轧制比≥3”的指标,在钢管轧制这多向变形下降低一些至“轧制比≥2.5”较为合理。


二、混合标准的问题


 当前锅炉厂订货时都提出了自己的采购技术规程,基本上是将GB5310与ASME标准中较严格的部分列到一起,再提出一些附加要求,如表面硬度、低温冲击性能等。这给不锈钢锅炉管的生产带一些困难:ASME标准偏重于性能指标的控制,成分范围宽松,若性能指标难以达到要求时,生产企业可通过化学成分的微调来解决,而我国标准对化学成分要求较严,这两个标准同时满足并要达到附加条件要求有时会增加意想不到的问题,致使生产、检测、用户验收时产生一些不必要的麻烦。如,20G增加低温性能要求又不能降低碳含量;又如,我国GB5310标准中的延伸率指标是比例试样,而ASME标准中是定标尺试样,而指标值又是固定的;再如,我国GB5310标准的取样部位有引用标准规定而ASME没有等。


三、表面硬度检测的问题


 电站对锅炉厂提供的钢管或钢管做成的部件要进行表面硬度验收(因难以取样做理化性能检测),锅炉厂将该要求转化到不锈钢锅炉管制造企业上,而影响表面硬度的因素较多:一是检测方法,电站通常采用里氏硬度计,其数值本身波动范围较大,而钢管生产企业一般采用布氏硬度计,两者数据常产生偏差,从而引起矛盾;二是检测的深度,钢管表面经热处理会产生脱碳,从而使硬度降低,检测时磨削表面的深度对硬度值的影响较大,但没有标准对磨削深度做出要求,从而产生数值偏差;三是钢管矫直是最后一道工序,矫直辊接触处会存在一些加工强化,也使数据产生偏差;打硬度点的位置不同,也会使数据存在差别;四是表面硬度验收数据范围是根据钢管标准的强度值指标等换算过来的,而对厚壁钢管而言,由于冷却梯度的客观存在,壁厚中部的硬度指标肯定要低于表面较多,这样既要保证厚壁钢管壁厚中部拉伸试样强度与硬度指标,又要保证表面硬度指标,等于将钢管的强度指标允许波动范围减少一半,使得难度大大增加。当前保证12Cr1MoV厚壁钢管的表面硬度仍是各厚壁不锈钢锅炉管生产企业不断探索改进的问题。


四、化学成分验收的问题


 电站对不锈钢锅炉管或其组成部件进行化学成分抽查验收,往往出现碳含量偏低的情况,这是因为其采用的是手提式直读光谱进行表面检测,连铸坯因选择结晶的原因,表层碳偏析客观存在,再加上钢管热处理造成的表面脱碳,因此检测到的数据肯定要比熔炼化学成分低。我国相关标准有熔炼化学成分与成品化学成分的偏差允许范围规定,但ASME标准没有。我国标准对钢管化学成分检测的仲裁试验有规定,是全截面平均取样并以“湿法”检测;但ASME标准也没有相关规定。因此,出现化学成分验收不合格时,各方总是有不同说法,但现在是买方市场,生产企业难有“话语权”,生产企业只能想办法去满足客户的要求。如,熔炼化学成分碳含量取上限,产生的强度、硬度偏高问题再从热处理方面想办法。


五、不锈钢锅炉管“内六方”的问题


 随着锅炉往高功率、超临界方向发展,小直径不锈钢锅炉管的壁厚越来越大,即D/S值变小,这给以减径机配套的连轧管机组生产的小直径不锈钢锅炉管带来致命的影响,减径机造成小直径厚壁钢管存在“内六方”。但是,冷拔工艺生产的不锈钢锅炉管则不存在此类问题,再加上冷拔钢管变更规格时工艺简单,适合于小批量多规格生产,成本相对低。与冷拔钢管相比,热轧小直径厚壁不锈钢锅炉管的竞争力正在逐渐降低。


六、国产四大管道的推广问题


 发电站中的锅炉是通过四大管道与汽轮机连接,其中主给水管道、过热蒸汽管道冷段国内已完全自供自给,但主蒸汽管道及过热蒸汽管道热段这两种P91、P92钢级的大直径厚壁不锈钢锅炉管仍有相当一部分需要进口。根据国内各权威机构做的试验数据,国内多家无缝钢管企业生产的该品种钢管,其测量数据已完全达到并超过国外进口同类钢管的水平。但是,因发电行业对该部件安全系数过于担心,在招标中要求国内参与招标的单位必须提供国内已投产机组的供货业绩。这看似合理,但国内的发电机组除了一个电站在国家强制要求采用国产钢管的情况下使用国内某企业提供的不锈钢锅炉管外,其余的都是进口,这“没有使用,哪来的业绩”,致使基本上将国内该品种钢管排除在国内电站建设使用上,造成四大管道中这两种不锈钢锅炉管出口国外的不少,反而国内使用不多。


七、不锈钢锅炉管出口竞争激烈的问题


 我国不锈钢锅炉管的出口量由2004年的不足1万吨到目前的15万吨,品种由原来的普通不锈钢锅炉管到现在的P91钢锅炉管,无论质与量都是一个飞跃,但由于国内企业之间的自相竞争,使其价格一降再降,出口印度的P91钢锅炉管在不到两年的时间内价格下降了50%以上,2016年还传出信息要“反倾销”,将一个具有一定技术含量的高效产品做成了大路货,既丧失了利益又损害了我国钢管业的形象,本来能提供此类高钢级大直来径厚壁无缝钢管的国内企业也只有几家,但各不相让,也无法协调。我国当前的不锈钢锅炉管的出口形势令人担忧。


 国内发电锅炉所需求的钢管,国内可以完全自给,但现实中仍存在部分进口,还存在诸多生产企业与锅炉制造企业因理解不一致而产生一些不和谐的地方,只要国内供需双方、生产企业之间本着振兴民族工业的原则,加强沟通,相互理解,将会使不锈钢锅炉管这一标志着无缝钢管高端水平的品种做到国内完全自给、出口体现水准的高端品种钢管。综上所述,尽管未来我国电站锅炉对于不锈钢锅炉管的需求呈现降低趋势,但不锈钢锅炉管应用的领域不只是在电站锅炉领域,还可拓展至核电站、集中供暖领域,以及“一带一路”建设,尤其是海外市场还需要去挖掘与拓展,而这些领域的需求正在不断增加;因此,虽然未来不锈钢锅炉管的需求量相比以前会有所减少,但应该是较为稳定的,关键是企业是否做好供给侧工作,并不断满足用户的新需求,否则将会被市场所淘汰。


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