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“高加管”是高壓給水加熱器用鋼管的簡(jiǎn)稱，它主要用于電站行業(yè)。高加管規(guī)格：目前國(guó)內(nèi)各大鍋爐廠都通用一個(gè)規(guī)格，即16×2.0~2.5。而鋼號(hào)有多種：既有按美國(guó)ASME標(biāo)準(zhǔn)的SA-556C2（相當(dāng)于國(guó)內(nèi)牌號(hào)25MnG）；也有采用德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的St45.8（相當(dāng)于國(guó)內(nèi)牌號(hào)20G）。

 

所謂U型高加管是由其形狀而得名，因高壓給水加熱器是一個(gè)圓柱形筒體的壓力容器，穿插在里面的鋼管其一頭是U型狀，另一頭即管端。因此類高加管在直條狀時(shí)，都有20M左右的長(zhǎng)度，所以必須由生產(chǎn)廠按用戶要求彎成不同彎曲半徑的U型狀后方能裝箱出廠。

 

 

由原料管先經(jīng)多次冷拔、后經(jīng)環(huán)孔型模具一次冷軋、再過(guò)盈徑向加工成形，該Ｕ形無(wú)縫高加管各處的橫截面均呈封閉的圓環(huán)狀或近似圓環(huán)狀，且壁厚在1至4毫米之間，管外徑在12至32毫米之間，所述Ｕ形高加管展開(kāi)后的長(zhǎng)度在12至35米之間。拉伸試驗(yàn)平均屈服強(qiáng)度為340MPa，平均抗拉強(qiáng)度為530MPa，平均延伸率為36.7%，完全符合高壓給水加熱器的使用要求，具有低成本、高性能的雙重優(yōu)點(diǎn)。略……

 

 

U型高加管行業(yè)發(fā)展歷程

 

U型高加管是無(wú)縫管發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是隨著我國(guó)發(fā)電行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。

 

無(wú)縫鋼管生產(chǎn)有近100年的歷史。德國(guó)人曼尼斯曼兄弟于1885年首先發(fā)明二輥斜軋穿孔機(jī)，1891年又發(fā)明周期軋管機(jī),1903年瑞士人施蒂費(fèi)爾（R.C.Stiefel）發(fā)明自動(dòng)軋管機(jī)（也稱頂頭式軋管機(jī)），以后又出現(xiàn)了連續(xù)式軋管機(jī)和頂管機(jī)等各種延伸機(jī)，開(kāi)始形成近代無(wú)縫鋼管工業(yè)。20世紀(jì)30年代由于采用了三輥軋管機(jī)、擠壓機(jī)、周期式冷軋管機(jī)，改善了鋼管的品種質(zhì)量。60年代由于連軋管機(jī)的改進(jìn)，三輥穿孔機(jī)的出現(xiàn)，特別是應(yīng)用張力減徑機(jī)和連鑄坯的成功，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了無(wú)縫管與焊管競(jìng)爭(zhēng)的能力。70年代無(wú)縫管與焊管正并駕齊驅(qū)，世界鋼管產(chǎn)量以每年5％以上的速度遞增。中國(guó)1953年后重視發(fā)展無(wú)縫鋼管工業(yè)，已初步形成軋制各種大、中、小型管材的生產(chǎn)體系。銅管一般也采用錠坯斜軋穿孔、軋管機(jī)軋制、盤管拉伸工藝。

 

 

一、產(chǎn)業(yè)政策

 

“十二五”期間，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策一個(gè)重要的調(diào)整方向就是鼓勵(lì)企業(yè)實(shí)施差異化發(fā)展戰(zhàn)略。

 

“十二五”期間，政策將改變過(guò)去企業(yè)盲目追求高附加值、追求精品化的發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵(lì)企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展情況，尊重市場(chǎng)需求，走差異化發(fā)展之路。

 

 企業(yè)實(shí)施差異化發(fā)展戰(zhàn)略將有助于中小企業(yè)在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上做專做精，中小鋼鐵企業(yè)貼近市場(chǎng)，根據(jù)消費(fèi)需求，采取差異化戰(zhàn)略，生產(chǎn)與大企業(yè)產(chǎn)品有差異的特色產(chǎn)品，吸引消費(fèi)者，繼續(xù)在爭(zhēng)奪市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。

 

二、技術(shù)壁壘

 

我國(guó)U形高壓管主要依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)也只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)，2006年，江蘇銀環(huán)精密鋼管股份有限公司制訂的“高壓給水加熱器用冷軋無(wú)縫碳錳鋼U型管”和“給水加熱器用U型無(wú)縫奧氏體不銹鋼管”產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)評(píng)為“國(guó)際先進(jìn)水平”并于2007年被中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)推薦為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該行業(yè)才有了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)，U形高壓管屬于無(wú)縫鋼管中要求技術(shù)很高的產(chǎn)品，一般企業(yè)很難達(dá)到，技術(shù)壁壘高。略……

 

 

U型高加管行業(yè)產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn)：

 

U形管彎管部分的不圓度應(yīng)符合下表規(guī)定，根據(jù)需方要求，經(jīng)供雙方協(xié)商，并在合同中注明，可供應(yīng)下表規(guī)定以外不圓度的鋼管。

 

U形彎管部分的不圓度

 

 

為實(shí)現(xiàn)超(超)臨界火電機(jī)組用材料為SA556Gr.C2的高加管的國(guó)產(chǎn)化，江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院與江蘇銀環(huán)精密鋼管股份有限公司聯(lián)合在分析進(jìn)口高加管材料顯微組織和性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了它的化學(xué)成分和熱處理工藝并試制出了高加管。結(jié)果表明:適當(dāng)調(diào)整碳含量在0.17%～0.22%，提高錳含量到0.90%～1.00%，降低正火溫度到910～930℃，并適當(dāng)提高正火冷卻速率，可使生產(chǎn)出材料的組織和性能得到保證；小批量生產(chǎn)的高加管的質(zhì)量達(dá)到了美國(guó)ASME標(biāo)準(zhǔn)。略……

 

 

鋼的冶煉方法規(guī)定了“鋼應(yīng)采用電爐加爐外精煉或氧氣轉(zhuǎn)爐加爐外精煉法冶煉”。同時(shí)，規(guī)定了“鋼管應(yīng)采用冷拔（軋）無(wú)縫方法制造。U形管應(yīng)采用冷彎方式進(jìn)行彎制。”。

 

1、生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備

 

1）優(yōu)質(zhì)的管坯

 

 （1）材質(zhì)：選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼級(jí)（牌號(hào)）為SA-556C2。

 

（2）規(guī)格：ф57mm×4.0mm（采用熱軋鋼管為冷拔管坯）。

 

（3）化學(xué)成分（%）：C≤0.27，Mn0.55/0.90,Si0.17/0.37，P≤0.025，S≤0.015。

 

（4）低倍組織和非金屬夾雜物評(píng)級(jí)：各項(xiàng)低倍評(píng)級(jí)均≤2.0級(jí)，氧化物和硫化物均≤1.5級(jí)。

 

（5）管坯表面無(wú)缺陷。

 

2）特定的工藝裝備

 

（1）適合高壓加熱器管生產(chǎn)的28m長(zhǎng)的冷拔管機(jī)。

 

（2）專用的精密矯直機(jī)。

 

 （3）連續(xù)式保護(hù)氣體熱處理爐。

 

（4）渦流和超聲波探傷檢測(cè)設(shè)備。

 

（5）彎管機(jī)和整套U型彎管模具。

 

2、生產(chǎn)工藝流程

 

U型高壓加熱器管的生產(chǎn)工藝流程如圖所示：

 

U型離壓加熱器管的生產(chǎn)工藝流程

 

1）拔制工藝

 

U型高壓加熱器管的拔制工藝見(jiàn)表,從表中不難看出,第4-6道次采用三道次空拔工藝不甚理想，會(huì)影響鋼管壁厚精度和內(nèi)表面光潔度。若采用冷軋+冷拔工藝，會(huì)獲得更精確地尺寸和更光潔的表面。

 

 U型高壓加熱器管拔制工藝

2）熱處理工藝

 

 U型高壓加熱器管的熱處理工藝如下表所示：

 

U型高壓加熱器管熱處理工藝

 

    3、技術(shù)關(guān)鍵

 

1）主要工序如酸洗、拔制、熱處理、模具選用和探傷檢驗(yàn)等必須嚴(yán)格控制。

 

2）鋼管尺寸精度主要取決于拔制用模具（襯芯和外模）及拔制工藝，應(yīng)對(duì)不同道次拔制加工所用模具及拔制偏差作適當(dāng)規(guī)定。因定壁道次直接關(guān)系到成品精度，故該道次的拔制偏差按高級(jí)精度要求，成品道次所用模具尺寸偏差規(guī)定為ф16±0.02mm較適宜。

 

3）采取先改頭（錘頭）后退火處理的工藝，使管體和改頭的組織性能趨于一致，從而獲得長(zhǎng)度方向上尺寸的穩(wěn)定性。

 

4）中間熱處理（退火）主要消除加工硬化應(yīng)力，提高金屬可塑性。除第一道次ф51mm×3.0mm鋼管按常規(guī)退火外，其余二次退火工序均采用還原性氣氛（或特殊方法）進(jìn)行處理，防止鋼管表面生成氧化鐵皮而影響成品管表面的光潔度。

 

（5）成品管熱處理是保證產(chǎn)品物理性能和工藝性能的關(guān)鍵，采用專門的保護(hù)氣體爐熱處理，可使產(chǎn)品具有良好的可塑性、較高的強(qiáng)度、光澤的氧化層和光滑的表面。推薦的熱處理溫度為：800~850℃正火，保溫35min后空冷。

 

 

2005年，江蘇銀環(huán)精密鋼管股份有限公司成功研發(fā)大型電站鍋爐用高、低加U形管，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，取得兩項(xiàng)專利，被東鍋、哈鍋、上海動(dòng)力、日立、東芝等國(guó)內(nèi)外著名公司廣泛采用。

 

上海住友精制鋼管有限公司于2006年2月取得“鍋爐及壓力容器用鋼管”產(chǎn)品生產(chǎn)許可證。從此，該公司具備了生產(chǎn)用于電站行業(yè)的U型高加管的資質(zhì)。用國(guó)際領(lǐng)先水平的潤(rùn)滑新技術(shù)生產(chǎn)U型高加管已成為公司又一個(gè)全新的奮斗目標(biāo)。略……