不锈钢焊管产品技术工艺应用与现状分析

第一节 不锈钢焊管产品分类与构成分析

一、不锈钢焊管行业产品分类标准

按焊缝形式分为直缝焊管和螺旋焊管。

按用途又分为一般焊管、换热器管、冷凝器管、镀锌焊管、吹氧焊管、电线套管、公制焊管、托辊管、深井泵管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、电焊异型管和螺旋焊管。

二、不锈钢焊管产品国内市场份额

不锈钢焊管产品国内市场份额

第二节 国内不锈钢焊管产品技术工艺应用分析

从国产不锈钢管产品上看，钢种从单一的奥氏体钢发展到马氏体和铁素体钢、双相钢、高合金钢；产品品种有：无缝钢管包括冷拉管、冷轧管、热挤压管、离心铸造管、旋压管；焊接管包括：等离子焊、氩弧焊、埋弧焊、光速焊接和高频焊接等焊管，所能生产的不锈钢管基本上覆盖了世界各国标准的品种规格，不锈钢异型管的规格、品种也达百种以上，产品用途涉及工业、民用的众多领域。但是总体来说，目前国产不锈钢管在品种、规格、数量、质量等方面，与市场需求有一定的差距：

在不锈钢管的产品和数量方面：一般用途的普通不锈钢管的产量已与市场总体需求平衡。无缝管的生产能力大于市场需求，生产过剩；中、低档次标准的不锈钢装饰焊管市场供大于求；较高标准的工业用焊管，生产能力不足，尤其是高要求的工业用管，如电站用高压不锈钢锅炉管等基本是空白。

在不锈钢管产品的规格方面：一般用途的中小口径不锈钢管的生产能力大于市场需求；大口径、高要求的不锈钢管，市场供不应求，缺口较大，如219mm以上的特大口径不锈钢管还需要靠进口弥补不足。再如超长度的(大于15m)的超长管，国内也很少生产，基本依靠进口。

在不锈钢管的品种方面：目前国外广泛使用304L、316L等超低碳不锈钢。国产的尿素级、高精度不锈钢，其质量还较难保证；一些技术难度大、质量要求高的专用不锈钢管，如电站锅炉的热交换器管、化肥装置用尿素管、石油井管等，还主要依靠进口；一些具有良好耐腐蚀性能的双相不锈钢管，国内也很少生产，不能满足市场需求。

从不锈钢管的生产上看：近十年来，随着应用领域的迅速扩展，加上不锈钢管高附加值的吸引，生产不锈钢管材的企业从80年代时的十几家发展到目前的400多家，综合生产加工能力超过100万t，现有不锈钢无缝钢管生产企业近300家，2007年生产量50万t以上，不锈钢焊管生产线近600条，年生产能力80万t以上，大于需求。产量达5000t水平的企业很少，多数是年产2000t以下的小厂。我国工业用不锈钢焊管的产能与国内市场需求不相适应，现有的不锈钢焊管机组大部分工艺装备不配套，如缺少热处理和在线检测设备等，使机组的生产能力得不到充分发挥，普遍只能生产一般的装饰用管，而高要求的化工机械用管、热交换器用管等只有少数厂家可以生产。

第三节 国外不锈钢焊管产品技术工艺应用分析

一、美国

在美国，高性能奥氏体不锈钢焊管从1973年开始在电站凝汽器最早得到应用，在1979年前基本上全部使用高性能奥氏体不锈钢焊管。高性能铁素体不锈钢焊管从1979年开始在电站凝汽器得到应用，虽然在以后几年里占的份额还不大，但增长的速度比较快。2000年以后高性能奥氏体不锈钢焊管基本上不再使用，而使用高性能铁素体不锈钢焊管，从2003年开始在实际使用累计总量方面，高性能铁素体不锈钢焊管也超过高性能奥氏体不锈钢焊管。

二、日本

不锈钢焊管的生产主要集中在日本金属工业公司、日本冶金工业公司、日本不锈钢公司、川崎钢铁公司等数十家工厂。外径为6.35~203.2mm的钢管通常采用连续辊式成型，大于203.2mm的钢管采用压力成型或三辊弯板成型法生产。

三、欧盟

意大利的Aerol公司开发设计的激光测量管径仪，适用于在线测量￠70-205mm管径之间的钢管和棒材。

瑞士的公司已经开发出激光制造焊接复合管，可以焊接碳钢、不锈钢、铝、铜、镀钛钢、镀锌钢、镀铝钢等材质的管材。

德国的T rumpf L aser techn ik Gm bH，提供的管材焊接激光源，其功率范围为从700kW到20kW之间。能够满足焊接管材和异型材的线性焊接。其激光焊机焊管时焊速最大可达28m/min，焊缝焊透深度最大可达10mm。激光切割速度可达到10m/min，最大切割板厚可达20mm，可以切割复杂形状的管材、异型材及切口和开口。

第四节 我国不锈钢焊管产品技术应用成熟度解析

我国的不锈钢焊管多数机组，工艺配套不完善，只有少数机组可以生产用于石化、化工、机械等配管领域的高档次不锈钢焊管，大多数还只能生产普通装饰用管。一般生产机组只有主机缺少焊缝处理及热处理工艺及检测工序。成型一般均采用辊式成型，焊接采用钨极氩气保护焊，等离子焊或高频焊接等方式。

第五节 不锈钢焊管产品技术工艺与市场应用关系分析

我国的不锈钢焊管生产机组主要分布在沿海发达的地区，以广东省的机组数量最多，合资厂的数量较多。目前，我国有这类不锈钢焊管机组其中70%以上用作装饰管，只有不到30%用作化工、机械、仪表、热交热器用管及管道配管等。可以生产不锈钢焊管管径Φ0.35～620mm，壁厚0.1～12mm。不锈钢焊管广泛用于医疗、食品、卫生、机械、仪表、电器、化工、石油、化肥、制药、军工、装饰、汽车等各个领域，使用前景非常广阔。

第六节 不同类型生产工艺优缺点比较

目前，工业上应用于不锈钢焊管连续焊接方法主要有：TIG(钨极氩弧焊)、高频感应焊、等离子弧焊和激光焊接等。几种焊接方法具有各自的特点。

1、高频感应焊接

高频感应焊用于碳钢焊菅的生产已有40多年的历史．但用于焊接不锈钢管则是较新的技术。高频感应焊与其它几种焊接方法相比，需要有较大的电源功率，所用焊机的平均输出功率为l50—450kw。另一方面，根据管子的不同材质、外径、壁厚，它却能较易达到很高焊速，有的甚至超过l00m／min，这个速度是使用TIG焊接所能达到的最高速度的l0倍上。目前，高频感应焊可焊接任何类型的奥氏体不锈钢．同时也成功地焊接了铁素体不锈钢AISI409等钢种。

近年来，高额不锈钢焊管的市场在不断增加。例如，建筑设计人员和用户已习惯于用不锈钢焊管代替碳钢焊管，既不影响使用性能．又能增加装饰作用。同时．新型汽车排气管消声器必须使用铁素体不锈钢焊管。车体加强梁、座位支撑和发动机零件，有时用奥氏体不锈钢制造。

但是，高频焊不锈钢管一时仍不能为化工、食品和棱工业所接受。其主要原因是由于焊接内毛刺的存在。使用TIG和激光焊接，由于较低的生产速度，焊接内毛刺易于滚压平整。在高速生产条件下，铁素体不锈钢焊管内毛刺的清除相对容易些．奥氏体不锈钢焊管毛刺清除，尤其是内毛刺的清除则困难得多。这类焊管残余内毛刺对装饰、家具、机械结构管则不存在任何问题，但对食品和石化工业则是不能接受的。因此．十分有必要发展内毛刺清除装置。不仅如此，不论是TIG焊、激光焊或高频焊接，应用于该领域的不锈钢管，必须在惰性气体保护气氛下进行退火。另外，为了均匀焊缝组织和进一步提高焊缝耐蚀性，有时还必须进行固溶处理。

2、TIG焊接

尽管TIG焊接不锈钢管工艺复杂，要求高，而且每公斤TIG不锈钢管的能源成本是相同HF焊管的6倍以上，但由于TIG管焊缝质量高，在核工业、化工及食品工业仍具有不可替代的作用。

对于壁厚大于2mm的不锈钢焊管，采用单焊炬TIG，由于能量密度不足，难以提高焊速。1975年德国首称提出采用多焊炬(TIG)梧焊踺方向直线排列，形成长型热流分布，可明显提高焊速。

TIG焊接与HF焊接(高频感应焊)生产线对比