當前我國不銹鋼鍋爐管生產中存在的問題有哪些
目前我國不銹鋼管鍋爐管在實際生產過程中存在的問題如下:
一、標準本身的問題
我國GB5310標準規定,熱擴鋼管必須采用整體加熱、再熱擴的工藝,但當前國內除攀鋼集團成都鋼釩有限公司、天津鋼管集團股份有限公司各有一條生產線具備進行整體加熱、再熱擴的生產能力之外,90%以上的熱擴管都是由感應加熱(局部加熱)的推拉式工藝完成的。不銹鋼鍋爐管打包招標的采購合同中,總有部分薄壁鋼管是要通過擴管工藝再生產,招標文件中往往規定不準“分包”,這給無縫鋼管生產企業帶來很大難度。
GB5310標準中作出此規定是考慮到局部加熱會影響到整根鋼管性能的均勻,但這完全可以通過擴管后的熱處理或取消熱擴狀態交貨(增加正火工藝)進行解決。前幾年國家某權威機構還給一家企業頒發了不銹鋼鍋爐管推拉式生產工藝的生產資格,這說明此工藝是完全能滿足不銹鋼鍋爐管使用要求的。即將頒發的新版GB5310—2016還將增加“軋制比≥3”的要求,這將給部分厚壁管用連鑄坯生產帶來巨大的成本壓力,用鍛坯生產時成本增加1500元/噸以上,增加一道變形工藝用不同機組聯合生產,成本也要增加近1000元/t。
軋制比本質是要增加變形量,使連鑄鋼坯內部孔隙壓合,鑄態枝晶被打碎,軋件的縱向和橫向力學性能均得到明顯提高。多少變形量合適,在GB/T10561—2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗法》的第一款“范圍”里指出,“本標準規定了用標準圖譜評定壓縮比≥3的軋制或鍛制鋼材中的非金屬夾雜物的顯微評定方法”,這是針對縱向軋材而定的,通常采用金屬變形前后的橫斷面積的比值來表示;但鋼管的變形除縱向變形外,還有周向剪切變形、軸向剪切變形兩個巨大的附加變形,這兩個變形更強烈地改變連鑄坯的內部組織。筆者通過對幾個不同直徑的管坯刻槽軋制不同規格的鋼管來比較槽長的變化比例與軋制比的關系,結果都有一倍以上,當然厚度方向上的變化會使這影響減小些,但至少說明這影響肯定存在并且還比較大。因此,若要增加軋制比指標,可參照只有縱向變形時“軋制比≥3”的指標,在鋼管軋制這多向變形下降低一些至“軋制比≥2.5”較為合理。
二、混合標準的問題
當前鍋爐廠訂貨時都提出了自己的采購技術規程,基本上是將GB5310與ASME標準中較嚴格的部分列到一起,再提出一些附加要求,如表面硬度、低溫沖擊性能等。這給不銹鋼鍋爐管的生產帶一些困難:ASME標準偏重于性能指標的控制,成分范圍寬松,若性能指標難以達到要求時,生產企業可通過化學成分的微調來解決,而我國標準對化學成分要求較嚴,這兩個標準同時滿足并要達到附加條件要求有時會增加意想不到的問題,致使生產、檢測、用戶驗收時產生一些不必要的麻煩。如,20G增加低溫性能要求又不能降低碳含量;又如,我國GB5310標準中的延伸率指標是比例試樣,而ASME標準中是定標尺試樣,而指標值又是固定的;再如,我國GB5310標準的取樣部位有引用標準規定而ASME沒有等。
三、表面硬度檢測的問題
電站對鍋爐廠提供的鋼管或鋼管做成的部件要進行表面硬度驗收(因難以取樣做理化性能檢測),鍋爐廠將該要求轉化到不銹鋼鍋爐管制造企業上,而影響表面硬度的因素較多:一是檢測方法,電站通常采用里氏硬度計,其數值本身波動范圍較大,而鋼管生產企業一般采用布氏硬度計,兩者數據常產生偏差,從而引起矛盾;二是檢測的深度,鋼管表面經熱處理會產生脫碳,從而使硬度降低,檢測時磨削表面的深度對硬度值的影響較大,但沒有標準對磨削深度做出要求,從而產生數值偏差;三是鋼管矯直是最后一道工序,矯直輥接觸處會存在一些加工強化,也使數據產生偏差;打硬度點的位置不同,也會使數據存在差別;四是表面硬度驗收數據范圍是根據鋼管標準的強度值指標等換算過來的,而對厚壁鋼管而言,由于冷卻梯度的客觀存在,壁厚中部的硬度指標肯定要低于表面較多,這樣既要保證厚壁鋼管壁厚中部拉伸試樣強度與硬度指標,又要保證表面硬度指標,等于將鋼管的強度指標允許波動范圍減少一半,使得難度大大增加。當前保證12Cr1MoV厚壁鋼管的表面硬度仍是各厚壁不銹鋼鍋爐管生產企業不斷探索改進的問題。
四、化學成分驗收的問題
電站對不銹鋼鍋爐管或其組成部件進行化學成分抽查驗收,往往出現碳含量偏低的情況,這是因為其采用的是手提式直讀光譜進行表面檢測,連鑄坯因選擇結晶的原因,表層碳偏析客觀存在,再加上鋼管熱處理造成的表面脫碳,因此檢測到的數據肯定要比熔煉化學成分低。我國相關標準有熔煉化學成分與成品化學成分的偏差允許范圍規定,但ASME標準沒有。我國標準對鋼管化學成分檢測的仲裁試驗有規定,是全截面平均取樣并以“濕法”檢測;但ASME標準也沒有相關規定。因此,出現化學成分驗收不合格時,各方總是有不同說法,但現在是買方市場,生產企業難有“話語權”,生產企業只能想辦法去滿足客戶的要求。如,熔煉化學成分碳含量取上限,產生的強度、硬度偏高問題再從熱處理方面想辦法。
五、不銹鋼鍋爐管“內六方”的問題
隨著鍋爐往高功率、超臨界方向發展,小直徑不銹鋼鍋爐管的壁厚越來越大,即D/S值變小,這給以減徑機配套的連軋管機組生產的小直徑不銹鋼鍋爐管帶來致命的影響,減徑機造成小直徑厚壁鋼管存在“內六方”。但是,冷拔工藝生產的不銹鋼鍋爐管則不存在此類問題,再加上冷拔鋼管變更規格時工藝簡單,適合于小批量多規格生產,成本相對低。與冷拔鋼管相比,熱軋小直徑厚壁不銹鋼鍋爐管的競爭力正在逐漸降低。
六、國產四大管道的推廣問題
發電站中的鍋爐是通過四大管道與汽輪機連接,其中主給水管道、過熱蒸汽管道冷段國內已完全自供自給,但主蒸汽管道及過熱蒸汽管道熱段這兩種P91、P92鋼級的大直徑厚壁不銹鋼鍋爐管仍有相當一部分需要進口。根據國內各權威機構做的試驗數據,國內多家無縫鋼管企業生產的該品種鋼管,其測量數據已完全達到并超過國外進口同類鋼管的水平。但是,因發電行業對該部件安全系數過于擔心,在招標中要求國內參與招標的單位必須提供國內已投產機組的供貨業績。這看似合理,但國內的發電機組除了一個電站在國家強制要求采用國產鋼管的情況下使用國內某企業提供的不銹鋼鍋爐管外,其余的都是進口,這“沒有使用,哪來的業績”,致使基本上將國內該品種鋼管排除在國內電站建設使用上,造成四大管道中這兩種不銹鋼鍋爐管出口國外的不少,反而國內使用不多。
七、不銹鋼鍋爐管出口競爭激烈的問題
我國不銹鋼鍋爐管的出口量由2004年的不足1萬噸到目前的15萬噸,品種由原來的普通不銹鋼鍋爐管到現在的P91鋼鍋爐管,無論質與量都是一個飛躍,但由于國內企業之間的自相競爭,使其價格一降再降,出口印度的P91鋼鍋爐管在不到兩年的時間內價格下降了50%以上,2016年還傳出信息要“反傾銷”,將一個具有一定技術含量的高效產品做成了大路貨,既喪失了利益又損害了我國鋼管業的形象,本來能提供此類高鋼級大直來徑厚壁無縫鋼管的國內企業也只有幾家,但各不相讓,也無法協調。我國當前的不銹鋼鍋爐管的出口形勢令人擔憂。
國內發電鍋爐所需求的鋼管,國內可以完全自給,但現實中仍存在部分進口,還存在諸多生產企業與鍋爐制造企業因理解不一致而產生一些不和諧的地方,只要國內供需雙方、生產企業之間本著振興民族工業的原則,加強溝通,相互理解,將會使不銹鋼鍋爐管這一標志著無縫鋼管高端水平的品種做到國內完全自給、出口體現水準的高端品種鋼管。綜上所述,盡管未來我國電站鍋爐對于不銹鋼鍋爐管的需求呈現降低趨勢,但不銹鋼鍋爐管應用的領域不只是在電站鍋爐領域,還可拓展至核電站、集中供暖領域,以及“一帶一路”建設,尤其是海外市場還需要去挖掘與拓展,而這些領域的需求正在不斷增加;因此,雖然未來不銹鋼鍋爐管的需求量相比以前會有所減少,但應該是較為穩定的,關鍵是企業是否做好供給側工作,并不斷滿足用戶的新需求,否則將會被市場所淘汰。
本文標簽:不銹鋼鍋爐管
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