“高加管”是高压给水加热器用钢管的简称，它主要用于电站行业。高加管规格：目前国内各大锅炉厂都通用一个规格，即16×2.0~2.5。而钢号有多种：既有按美国ASME标准的SA-556C2（相当于国内牌号25MnG）；也有采用德国标准的St45.8（相当于国内牌号20G）。

 

所谓U型高加管是由其形状而得名，因高压给水加热器是一个圆柱形筒体的压力容器，穿插在里面的钢管其一头是U型状，另一头即管端。因此类高加管在直条状时，都有20M左右的长度，所以必须由生产厂按用户要求弯成不同弯曲半径的U型状后方能装箱出厂。

 

 

由原料管先经多次冷拔、后经环孔型模具一次冷轧、再过盈径向加工成形，该Ｕ形无缝高加管各处的横截面均呈封闭的圆环状或近似圆环状，且壁厚在1至4毫米之间，管外径在12至32毫米之间，所述Ｕ形高加管展开后的长度在12至35米之间。拉伸试验平均屈服强度为340MPa，平均抗拉强度为530MPa，平均延伸率为36.7%，完全符合高压给水加热器的使用要求，具有低成本、高性能的双重优点。略……

 

 

U型高加管行业发展历程

 

U型高加管是无缝管发展到一定阶段的产物，是随着我国发电行业的发展而发展起来的。

 

无缝钢管生产有近100年的历史。德国人曼尼斯曼兄弟于1885年首先发明二辊斜轧穿孔机，1891年又发明周期轧管机,1903年瑞士人施蒂费尔（R.C.Stiefel）发明自动轧管机（也称顶头式轧管机），以后又出现了连续式轧管机和顶管机等各种延伸机，开始形成近代无缝钢管工业。20世纪30年代由于采用了三辊轧管机、挤压机、周期式冷轧管机，改善了钢管的品种质量。60年代由于连轧管机的改进，三辊穿孔机的出现，特别是应用张力减径机和连铸坯的成功，提高了生产效率，增强了无缝管与焊管竞争的能力。70年代无缝管与焊管正并驾齐驱，世界钢管产量以每年5％以上的速度递增。中国1953年后重视发展无缝钢管工业，已初步形成轧制各种大、中、小型管材的生产体系。铜管一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸工艺。

 

 

一、产业政策

 

“十二五”期间，我国钢铁产业政策一个重要的调整方向就是鼓励企业实施差异化发展战略。

 

“十二五”期间，政策将改变过去企业盲目追求高附加值、追求精品化的发展战略，鼓励企业根据自身发展情况，尊重市场需求，走差异化发展之路。

 

 企业实施差异化发展战略将有助于中小企业在现有产品基础上做专做精，中小钢铁企业贴近市场，根据消费需求，采取差异化战略，生产与大企业产品有差异的特色产品，吸引消费者，继续在争夺市场的竞争中占据有利地位。

 

二、技术壁垒

 

我国U形高压管主要依赖进口，国内也只有少数几家企业能够生产，2006年，江苏银环精密钢管股份有限公司制订的“高压给水加热器用冷轧无缝碳锰钢U型管”和“给水加热器用U型无缝奥氏体不锈钢管”产品标准，被国家标准化委员会评为“国际先进水平”并于2007年被中国钢铁工业协会推荐为国家标准和行业标准。该行业才有了技术标准，不过，U形高压管属于无缝钢管中要求技术很高的产品，一般企业很难达到，技术壁垒高。略……

 

 

U型高加管行业产品分类标准：

 

U形管弯管部分的不圆度应符合下表规定，根据需方要求，经供双方协商，并在合同中注明，可供应下表规定以外不圆度的钢管。

 

U形弯管部分的不圆度

 

 

为实现超(超)临界火电机组用材料为SA556Gr.C2的高加管的国产化，江苏大学材料科学与工程学院与江苏银环精密钢管股份有限公司联合在分析进口高加管材料显微组织和性能关系的基础上，优化了它的化学成分和热处理工艺并试制出了高加管。结果表明:适当调整碳含量在0.17%～0.22%，提高锰含量到0.90%～1.00%，降低正火温度到910～930℃，并适当提高正火冷却速率，可使生产出材料的组织和性能得到保证；小批量生产的高加管的质量达到了美国ASME标准。略……

 

 

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。

 

 

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。略……