厚壁无缝钢管应用广泛

国产12Cr1MoV大口径厚壁钢管性能

125、200、300和600MW机组锅炉的集箱、蒸汽导管都使用进口12Cr1MoV大口径厚壁钢管,要求钢管在540°C的工作温度和较大工作应力下可靠地运行。钢管的 规格为9800×45mm和559×133mm。

日本钢管公司(NKK)京浜制铁所将钢锭加热后在立式水压机上顶孔成杯形坯,由卧式水压机多次顶压(每次减薄约10mm),成型后经内外表面加工。产品规格为350~9106mm,壁厚为30~200mm日本住友金属公司尼崎制铁所用3000吨立式水压机穿孔,再用600吨或1500吨卧式水压机热挤压成型。每次热挤压同时通过三道不同规格的模具,每道减薄约5mm,生产效率比NKK高。成品管内、外表面经镗削和车削。

目前,国内已有140和400自动轧管机组,216和318周期轧管机组以及热扩制管机,具备了生产外径大于133~9700m钢管的设备条件,但迄今9159mm以上的高压锅炉管仍主要依靠进口。

 

1 应力应变和沮度分析将上述建立的有限元分析模必和设定的边界条件分别在 Marc 软件设定．获得了竺厚 17mm 的钢管轧制时的变形情况。图 2 为钢管在第 1o 机架变形区的等效应变、等效应力和沮度分布图。从图中可知．钢管产生的等效应变、等效应力以及轧制过程中的沮度分布并不均匀。在轧辊约束下．钢管外表面产生的变形小于内表面变形；辊缝处的等效应力小于辊底处的等效应力。从钢管的退度分布云图可以看出．钢管的外表面由于与处于较低沮度的轧辊的接触．沮度迅速下降较多；钢管中间部分的沮度升高，但幅度不大．主要是由于钢管变形．部分变形功转换为热债；钢管内表面沮度墓本不变．说明内表面通过对流和热辐射一与外界进行的能徽交换较少。
2 成品钢管的周向壁厚分析本文在进行钢管张力减径的有限元计算过程中发现．划分的有限单元网格产生崎变．单元节点与其径向位！偏离较大．由此会导致在 Marr 自带的后处理模块中计算成品钢管峨厚时会产生较大的误差。因此，本文将有限元计算获得的结果文件导入到 CAD 软件中进行壁厚侧．，能充分保证侧盆的准确性。钢管周向璧尽按图 3 所示位 t 进行侧盆。图 4 为本文经过计算获得的不同壁厚的钢愉减径后的璧厚沿周向分布图。可以粉出变形后的成品
钢管的壁厚并不一致．且都出现了内多边形现象．壁厚越小。出现的内多边形现象越严欢。分析产生内多边形的原因主要有如下 3 点： ( 1 ）轧辊孔型的椭阂形状导致张力减径过程中金属沿孔型圆周方向的压下峨出现趋异．辊底处的压下反较大而辊缝处压下盆较小；同时，辊底的金属和辊缝的金属变形时的流动方式不一样，辊底金属向内侧流动，而辊缝金属向外侧流动。 ( 2 ）轧辊运动时，其横截面上不同位，的线速度导致了钢管表面的牵擦力分布不均。图 5 给出了变形过程中钢管表面的雌徐力分布云图．从图中可以粉出，由于钢管的线速度小于辊缝处的线速度．而大于辊底处的线速度，由此造成了康擦力方向在辊缝位且与轧制方向相同，而在辊底位置雌擦力与轧制方向相反．并在辊缝处形成了轴向压应力 M ，而在辊底处形成轴向拉应力，并且越帐近辊缝和辊底位， . 康擦引起的附加应力越大。

大口径厚壁无缝钢管具有承受高温高压等特性,是制造电站锅炉及建设电站管系的主要材料,也可用于制造化工行业中的压力容器筒体、塔体、瓮本,以及其他机械行业中的液压机、启闭机油缸、打机汽缸、离心浇铸球墨铸铁管管模等。
根据市场需求,大口径厚壁无缝钢管势必发展成企业支柱产品。本文简单介绍大口径厚壁无缝钢管的改造工程并对市场作简要分析。

大口径厚壁无缝钢管在国内是 生产,其竟争主要来源于国际市场。近几年,国际厚壁钢管生产厂商通过资产重组,形成新的竟争格局,市场形势变化很大。1997年五金矿产进出口总公司组织武汉锅炉厂、北京巴威公司、上海锅炉厂、哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂、四川锅炉厂等电站锅炉行业六家企业赴意大利、西班牙、法国、德国等 厚壁钢管生产厂进行考察,了解到这些生产厂正在进行行业调整重组。意大利、阿根廷、墨西哥等有关厂商联合组成DALMINE集团,西班牙的TR和PT联合,法国的VALLOUREC和德国的 MANNESMANN联合。
据国内进口商反映,现这些国外厂商通过资产重组来抬高产品价格,从而形成对厚壁钢管行业的垄断,已构成对国内电站锅炉厂的威胁。另外,这次考察还了解到,国际上仅有德国的 MANNESMANN一家公司能够批量生产直径大于508mm、壁厚大于80mm的大口径厚壁无缝钢管,但价格高而且供货周期长,美国有家公司可以试生产,且现还未形成批量供货能力,而这档规格的产品正是武汉重型铸锻
厂的长项。