2008-2009年U型高加管产品生产工艺与研发分析

第一节 U型高加管生产工艺介绍

钢的冶炼方法规定了“钢应采用电炉加炉外精炼或氧气转炉加炉外精炼法冶炼”。同时，规定了“钢管应采用冷拔（轧）无缝方法制造。U形管应采用冷弯方式进行弯制。”。

    1、生产工艺准备

1）优质的管坯

 （1）材质：选用优质碳素结构钢，钢级（牌号）为SA-556C2。

（2）规格：ф57mm×4.0mm（采用热轧钢管为冷拔管坯）。

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

（4）低倍组织和非金属夹杂物评级：各项低倍评级均≤2.0级，氧化物和硫化物均≤1.5级。

（5）管坯表面无缺陷。

2）特定的工艺装备

（1）适合高压加热器管生产的28m长的冷拔管机。

（2）专用的精密矫直机。

 （3）连续式保护气体热处理炉。

（4）涡流和超声波探伤检测设备。

（5）弯管机和整套U型弯管模具。

2、生产工艺流程

U型高压加热器管的生产工艺流程如图所示：

U型离压加热器管的生产工艺流程

 
    1）拔制工艺

U型高压加热器管的拔制工艺见表,从表中不难看出,第4-6道次采用三道次空拔工艺不甚理想，会影响钢管壁厚精度和内表面光洁度。若采用冷轧+冷拔工艺，会获得更精确地尺寸和更光洁的表面。

 U型高压加热器管拔制工艺
 
     2）热处理工艺

 U型高压加热器管的热处理工艺如下表所示：

U型高压加热器管热处理工艺

 
    3、技术关键

1）主要工序如酸洗、拔制、热处理、模具选用和探伤检验等必须严格控制。

2）钢管尺寸精度主要取决于拔制用模具（衬芯和外模）及拔制工艺，应对不同道次拔制加工所用模具及拔制偏差作适当规定。因定壁道次直接关系到成品精度，故该道次的拔制偏差按高级精度要求，成品道次所用模具尺寸偏差规定为ф16±0.02mm较适宜。

3）采取先改头（锤头）后退火处理的工艺，使管体和改头的组织性能趋于一致，从而获得长度方向上尺寸的稳定性。

4）中间热处理（退火）主要消除加工硬化应力，提高金属可塑性。除第一道次ф51mm×3.0mm钢管按常规退火外，其余二次退火工序均采用还原性气氛（或特殊方法）进行处理，防止钢管表面生成氧化铁皮而影响成品管表面的光洁度。

（5）成品管热处理是保证产品物理性能和工艺性能的关键，采用专门的保护气体炉热处理，可使产品具有良好的可塑性、较高的强度、光泽的氧化层和光滑的表面。推荐的热处理温度为：800~850℃正火，保温35min后空冷。

第二节 国内U型高加管生产工艺发展阶段比较

2005年，江苏银环精密钢管股份有限公司成功研发大型电站锅炉用高、低加U形管，填补国内空白，取得两项专利，被东锅、哈锅、上海动力、日立、东芝等国内外著名公司广泛采用。

上海住友精制钢管有限公司于2006年2月取得“锅炉及压力容器用钢管”产品生产许可证。从此，该公司具备了生产用于电站行业的U型高加管的资质。用国际领先水平的润滑新技术生产U型高加管已成为公司又一个全新的奋斗目标。

 
    第三节 我国U型高加管生产工艺创新路径

为了提高火电机组的效率、节约能源，大型火电机组都配备了高压加热器，高压加热器的功能是利用汽轮机做功后的余热蒸汽加热锅炉给水，从而提高整个发电机组的效率，而高压加热器的核心就是U形管管束即高加管，高加管的工作温度在350℃，环境压力超过30Mpa，使用条件十分恶劣，这对高加管的质量提出了苛刻的要求。因此，制造难度十分大。长期以来，高加U型管一直由国外少数公司所垄断，形成了昂贵的价格，交货期长。制约了我国大型电站设备制造的发展。

2006年，江苏银环精密钢管股份有限公司在钢铁总院和东方锅炉集团的支持下，按照美国ASME标准试制成功高加U形管，质量技术指标已达到美国和日本标准的要求。项目研究攻关的关健技术是：高精度无缺陷成形技术；钢管组织结构和材料性能控制和钢管表面控制技术。通过以上技术的解决，使本公司高加管制造技术更为成熟完整，产品质量稳定可靠，成材率提高、成本下降、产品水平达到世界先进水平。

第四节 国内U型高加管生产设备介绍

U形高加管是先生产成无缝钢管，后经冷弯方式制得。所用设备有冷轧机、热挤压机、锥辊穿孔轧管机组、保护气体热处理炉、冷弯设备等。

 
    第五节 国内U型高加管生产设备应用分析

（1）适合高压加热器管生产的28m长的冷拔管机。

（2）专用的精密矫直机。

（3）连续式保护气体热处理炉。

（4）涡流和超声波探伤检测设备。

（5）弯管机和整套U型弯管模具。

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