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产品资讯

济南国标厚壁钢管厂
时间 : 2020-05-29 10:54 浏览量 : 28

为什么要自主研发大吨位重型压机生产厚壁无缝钢管?

济南国标厚壁钢管厂项目主要负责人清华大学机械工程系重型装备研究所教授吴任东给出了答案。

大口径厚壁无缝钢管是60万千瓦以上超临界、超超临界火力发电项目必不可少的装备,其制造依赖于重型压机,然而重型压机的制造技术却长期被国外垄断,我国一度只能高价进口。作为装备大国、电力大国,只有打破这样的尴尬处境才能真正在国际领域占有一席之地。

不仅如此,制造万吨级重型设备标志着一个国家的制造能力,涉及设计、制造、运输、安装等诸多技术难题,属于“极端制造”领域,成功虽极其不易,但没人不想抢占先机。对已经积累了深厚技术经验的中国来说,打破国外垄断只是阶段性成果,领先国际水平形成优势并掌握市场定价权才能在竞争中立于不败之地。

“更重要的,在应用领域,更长、更厚的无缝钢管是今后产品发展的方向。”吴任东说,随着电站功率增大以及海上钻油深度不断增加,对厚壁钢管的口径要求越来越大,而高合金钢管普遍存在难以焊接的问题也对厚壁钢管的长度提出更高要求。“值得一提的是,经过论证,6.8万吨重型压机已具备挤压生产长度18米、外径1.5米的难变形合金大口径厚壁钢管,这远远超过了世界同类其他设备的水平。”

据了解,截至目前,6.8万吨重型压机项目已累计完成投资11亿元,完成了压机工艺主辅设备安装及调试。在2015年的四次试制过程中,6.8万吨压机均成功挤出长度超过14米的厚壁钢管,尤其是高合金、大口径钢管的调试成功验证了压机当初设计的挤压功能和各项技术数据已达到设计指标,也证明挤压功能已经满足生产要求。

作为完全自主研发的建设项目,企业的更多突破也丰富了“世界先进水平”的内涵。安杰介绍,在挤压工艺完成过程中,一线技术人员解决了压机镦粗、穿孔前的外表面除鳞问题以及压机挤管前的外圆及内孔的玻璃润滑问题。

“6年时间建造一个核电站,3年时间在等待锻件。”10年前说起我国对核电建设中的关键锻件大口径厚壁无缝钢管无法自主生产的窘境,曾有许多业内人士无奈地发出这句感慨。“自主制造万吨级重型设备已不是难事,我们的目标是中国“极端制造”领跑世界。”如今再谈及这一话题,清华大学机械工程系重型装备研究团队成员的眼里已满是自信的光芒。


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“联手清华大学5年攻坚克难,世界首台6.8万吨重型压机能够完成95%以上的航空模锻件的生产,首根碳钢无缝钢管长达12.8米,直径630毫米,壁厚110毫米。”近日发布这一消息的青海康泰锻铸机械有限责任公司备受瞩目,公司技术研发部部长安杰告诉记者,6.8万吨多功能压机是目前世界上惟一具备模锻和挤压两个功能的吨位的压机,可挤压生产核电和高参数超超临界火电机组高合金、难变形、大口径厚壁新型管材,也可锻造出航空、航天工业等领域大型和特大型钛合金、高温合金、超高强度金属等难变形锻件。

一般的无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种,冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂,管坯首先要进行三辊连轧,挤压后要进行定径测试,如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割,切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程,退火要用酸性液体进行酸洗,酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生,如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到相应的标准。

济南国标厚壁钢管厂外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管,冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小,但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮,表面没有太多的粗糙,口径也没有太多的毛刺。

钢管的机械性能指标:

1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)

2.屈服强度(σ0.2)   
  有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度(σb)   
  材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)   
  济南国标厚壁钢管厂材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

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5.屈强比(σs/σb)    
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

 6.硬度   

济南国标厚壁钢管厂硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。   
  ⑴布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。   
  ⑵洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:    
  HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。   
  HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 
  HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。  
  ⑶维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)  


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