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钢管知识
新日铁高品质焊管的开发应用
2015/2/27 17:25:26 | 钢管知识 | 关注:932 次
  作为承载能源产业、汽车、建筑机械和土木建筑等社会各个领域的不可缺基础材料钢管,采用圆柱型钢材,进行穿孔轧制的是无缝钢管;把钢板卷成圆型,将接口部进行结合的是焊接管或锻接管。目前,需求量最大的当属技术进步最为显著的焊接管。这里介绍焊接管的制造方法、用途和所需要的特性。   一、焊接管的种类及多种制造方法   通常的钢材制品,除了镀层板之外,轧制是最终的工序。而焊接管是在钢板成型后进行焊接,成型与焊接后成为完整的产品,可以说是唯一的钢材结构件。主要有螺旋焊管、电焊管和UO管。   1.螺旋焊管——它是将热轧板卷展开,成螺旋状卷曲,接缝处进行隐弧焊接(SAW)的钢管。产品直径的大小由作为材料的热轧板卷的宽度决定,因此,可以制成各种规格的管材,生产设备的规模也比较小。钢管制成后,涂上合成树脂、聚乙烯等提高防腐性,管边接缝处多进行二次加工后销售。但是,作为小口径产品的生产效率是低的。螺旋焊管制造方法如图1所示。   2.电焊管——它是将带状的热轧板卷连续地卷成筒状,不使用焊接材料,在接缝处用电阻焊接(ERW)的钢管,是高频电流的表皮效果与近接效果的巧妙利用,将接缝处进行结合的高效加热焊接。以前的焊管质量较低的原因是由于采用低频电流焊接。60年代,大容量的高频电流焊接法出现,焊接部位的质量呈跨越式提高。产品直径由热轧板的幅宽决定(新日铁最大直径为24in),可以进行高速连续生产,效率很高。电焊管制造方法如图2所示。   3.UO管——顾名思义,是先将厚板弯曲成U型,然后卷成O型,在接缝处先进行定位焊接,然后进行多电极的隐弧焊接,最后进行扩管,制成厚壁大径管。UO焊管制造方法如图3所示。UO管主要材料为厚板,主流产品的中径管使用热轧切边板。   新日铁于60年代首先起步于管径高度自由调整的螺旋焊管,70年代开始生产用于石油管线的大口径厚壁的UO管。另外,新日铁从1945年起就开始引进电焊小口径管的制造技术,1958年开始生产14in以下的中径管,具备了以汽车材料为代表的结构材料、油井管、线路导管(石油天然气管)多样化的各种直径的制造范围。   二、焊接管的多种用途和所要求的特性   各种焊接管的用途与需求的特性是多种多样的。螺旋焊管可以制成大口径、长尺寸制品,利用这一特性,新日铁以国内市场为中心,提供作为柱、桩的土木建筑材料。作为国际钢铁厂商,则提供能源产业使用的钢管,主要用于比天然气风险较小的石油输送管线。具有小批量、多品种灵活应对市场的能力的“生产简易性”;并且可以满足用户进行涂覆、接缝的拼装处理等要求,具有“使用简易性”。   由于电焊管的焊接质量不断提高,使它的用途十分广泛:建筑材料、汽车结构材料、油井管、线路导管等。电焊管的技术开发史,可以说是品质稳定的高速管线向低频电流时代的低品质产品挑战的历史。与新日铁的最适宜的焊接条件坚实地配置在一起,目前对于特性要求极高且具备安全性的海底管线需求在增加,作为唯一的可以生产具有高强度、低温韧性的优质高级电焊油井管的钢管厂家,获得了客户的信赖。另外,还可以灵活提供较薄的、壁厚精度高的热轧、冷轧板制作的钢管,作为汽车用材料,可以根据需要提供各种厚度、直径的产品。   螺旋焊管和电焊管的主要用途是作为管中处于空置状态的结构材料利用,而UO钢管则内部流动气体和液体,主要用于石油、天然气输送管线。近年来,由于丰富的蕴藏量及二氧化碳减排的要求,对天然气的需求量快速提高。它的主要产地是西伯利亚和阿拉伯,距离消费地区有数千公里的长距离,连接天然气的管线在持续计划和建设中。其中,不必说液体(石油),仅气体(天然气)的高速、远距离运输需求是显著的,它需要耐200个气压的内压的高强度管线。换言之,就是钢管中“输送着的完全是空气”,如果高强度的优质UO钢管与运输效率低、运输成本高相遇,对有需求的新日铁来说是困难的。   三、适宜能源领域高标准要求的特性   焊接管中最著名的技术革新要数以UO钢管中的管线用钢管。这个品种是适合各类顾客需求的独一无二的产品,它适合能源的远距离、大量运输的需要,还从成本削减的角度根据材料的高强度化,进而达到管材的薄壁化。此外,UO钢管不但在高寒地区过于严酷的使用环境下保持高强度,而且达到低温环境下的韧性要求。一般来说,钢材强度的提高往往带来低温韧性、延性和焊接性降低的倾向。维持这些特性并如何提高强度,成为该项技术的基本框架。新日铁生产的作为母材的厚板高强度化过程,造成韧性损失的碳素量减少只为0.04%的水平(普通钢结构材料为0.1%),造成开裂、韧性低下原因的主要成分硫(S)减低到不足10ppm,在钢板生产过程中实行组织细微化、多相化等材料组织控制,高强度化实施的同时,达到维持高水平的韧性。   此外,输送高压天然气的管线,薄弱部分容易产生龟裂,带来断裂的危险性,因此,特别要保证焊接部位强度和韧性是不可或缺的。一般情况下,焊接材料的金属强度要比钢板的强度大,新日铁长期致力于焊接材料和焊接方法的研究,确立了包括焊接部位在内的品质保证体制。以焊接材料的化学成分为起点,新型焊接溶剂(焊接时能够除去母材和焊接剂产生的氧化膜,加热时防止氧化的焊接材料)的成分,电流、电压的调试方法,与母材的最适化组合等基础研究,在公司的焊接研究所进行,实际使用的焊接材料则在集团企业新日铁住金焊接工业(株)进行生产。   在管线敷设时产生各种情况的应对措施也十分重要。在UO钢管的敷设现场,钢管间需要焊接,制铁所维持线路全长范围内准确圆度,实行严密的形状控制措施,此外,含硫天然气在高寒地区输送时产生的弱点,即钢管自身的焊接处,钢管间的圆周接合部,尤其是T型接口部,为防止对钢管特性造成负面作用,采取焊接时按照设定的热值变化进行材料控制。即使是由于焊接部位的原因导致开裂时,其开裂部分延展到母材时具有立即停止的抑制性。   四、提高高级钢材生产设备的技术水平,向“耐硫性”挑战   作为向能源领域提供的管线用材,有它独特要求的特性,即对“湿润硫化氢环境”的耐久性。这一特性是1972年在波斯湾海底管线破裂发生事故而特别引起注意的,对此,新日铁长年致力于将提高“耐硫性”作为重要课题开发新的钢管用材料。   在石油、天然气中含有大量的腐蚀性物质“硫化氢(H2S)”。由于H2S的作用,造成钢板内过量氢的侵入,与钢材轧制时存于钢中的非金属混合物(硫化锰)同铁的界面上的氢气滞留膨胀,使钢板引起开裂的“氢诱使开裂”,便可能产生。于是,必须适应在硫环境下可以安全使用钢管的需要,新日铁开发并提供了相应产品“耐硫管线用钢管”。这种产品由于控制了氢诱使开裂原因中的钢中硫化锰的生成,在炼钢过程中S的含量降低到10ppm以下(通常为30~100ppm),提高了纯度;此外,由于添加了钙(Ca)使残留的微量S无害化(CaS),控制了轧钢时非金属夹杂物的延伸。   另外,在生产流程中,从连铸到轧制、冷却,都实行了严密控制,抑制了由于耐氢诱使开裂特性降低的原因造成金属组织的不均匀性。现在,在生产高级钢材时利用的全套先进技术装备中,钢管制品的耐硫措施及进步是重要的组成部分。 天津Q195直缝焊管,直缝焊管,大邱庄Q345焊管,天津Q195直缝焊管厂家,天津焊管厂,天津焊管生产厂家,天津Q235焊管,天津大邱庄焊管厂—天津巴赫钢铁贸易有限公司

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