近年来,随着高纯铁素体不锈钢的国产化工业规模生产成为现实,出现了大量的高纯铁素体不锈钢薄壁焊管。这类产品在生产时广泛采用激光焊。
随着化工、化肥、石化等行业对大口径(φ159 mm以上)中低压输送管道的需求越来越多,大口径不锈钢焊管逐步替代进口,应用于特殊需求。油气/化工对超长大口径耐蚀不锈钢管的需求,促进了大口径不锈钢焊管的国产化,如久立630自动焊接机组的引进,改变了长度12米大口径不锈钢焊管依赖进口的现状。
和不锈钢焊管相比,不锈钢无缝管的性能要求更高,需求规格更多,使用领域更广,同时制造难度相应的也要大许多,主要用于油气开采、石油化工、能源、核电、航空航天、舰船等领域。
不锈钢无缝管由于涉及的钢种、产品规格及用途非常多,所采用的生产工艺和装备差别很大,因此,不锈钢管材的生产专业性都非常强,技术要求高。为了实现高质量不锈钢管材的生产,不锈钢管材的制造技术发展趋势包括三个主要方向:一是采用挤压工艺技术研制新型高性能特种不锈钢管材;二是严格要求不锈钢管坯冶金质量,主要是超纯冶炼技术;三是组建针对性很强的专业生产线进行生产。
热挤压法是生产高合金难变形合金管材的最佳方法,同时也是小批量、多品种的复杂断面异型材制造最便捷的方法。采用热挤压法生产高合金管材具有变形温度高、单次变形量大、变形速率高等特点,是未来发展的趋势。
挤压钢管生产技术是无缝钢管最重要和最先进的生产方法之一。对于低塑性难变形的钢种和合金及特别重要用途,如核电用690蒸发器管、g3油井管等,是斜轧穿孔法无法相比的。它是在比其他压力加工方法时有更大的三向压应力状态下的变形,可以发挥金属的最大塑性,可以达到其他机组无法达到的压缩比。目前,在诸如连轧管机组、皮尔格机组、三辊穿孔-轧管机组、accuroll等机组上无法生产的钢种和合金,就可以在挤压机上进行生产。热挤压工艺对于生产高尺寸精度、高表面光洁度的不锈钢管材尤其适合,对于超级奥氏体不锈钢、超级双相不锈钢等难变形不锈钢管材的制造有较大的优势。
从特种冶金技术发展伊始,纯净化、凝固组织和缺陷控制就始终贯穿着该技术的发展。伴随着上述需求,在特种冶金设备的设计与控制、熔炼过程的计算机模拟等方面不断发展。特种冶金工艺技术未来将继续沿着高度纯净化、凝固组织和缺陷控制、熔炼过程自动化、低成本化和环境友好方向发展。纯净化冶炼,包括夹杂物的控制与去除,有害元素(h、o、s)以及杂质元素和残余元素(as、sb、sn、bi等)的去除,以及在电渣重熔过程由于相关渣金反应导致的al、ti、zr头尾成分偏差的控制技术等。不锈钢管材对材质的要求很高,为了保证经过多道次轧制变形后不锈钢管材表面质量无缺陷,必须对不锈钢中的夹杂物等级和类别进行严格控制。一般特种需求的不锈钢管材,如航空航天用不锈钢管,其非金属夹杂物需严格控制在1.5级以下。此外,为实现高牌号铁素体不锈钢管材的制造,对高铬铁素体不锈钢中的碳、氮含量有严格要求,一般要求c n≤300ppm。
在专业化生产方面,核电一体化主管道和不锈钢管件制造是典型代表。以ap1000主管道为例,其产品为直管 弯头 带角度的管嘴。传统工艺技术只能分段制造,最后焊接而成,导致焊缝薄弱区的存在。采用整体锻制,可有效避免焊接。为实现整体锻制,必须有100吨级的电渣炉和8000吨以上的压机能力,此外,还涉及到不锈钢弯头弯制技术等核心技术。这种大规格不锈钢异形管,生产路线完全不同于普通不锈钢无缝管。为此,需要建立专业的核电一回路主管道生产线,烟台玛努尔核电设备公司应运而生。此外,石化/化工用的大量不锈钢管件的制造,需要大口径皮尔格轧机。为此,出现了中兴能源、武进不锈钢、三洲核能等不锈钢管件的专业制造企业。未来这样的细分不锈钢管材专业生产线还将越来越多的出现,以提高产品质量和生产效率,包括以生产毛细管和小规格不锈钢无缝管为主的天材科技(最小口径0.2mm,最小壁厚0.05mm)和久立的全自动高效率的电站锅炉管生产线。