中國不銹鋼管技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢
在11月6日召開的第九屆田園松陽論壇—“創(chuàng)新引領(lǐng),轉(zhuǎn)型升級,全力推進不銹鋼管產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”專家報告會,中國特鋼企業(yè)協(xié)會不銹鋼分會專家、中國不銹鋼管專業(yè)委員會名譽主任/顧問李天寶教授,做了題為“中國不銹鋼管技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢”的報告。
文章如下:
改革開放40年來,中國不銹鋼管行業(yè)經(jīng)過風(fēng)風(fēng)雨雨,由小到大,由弱到強,創(chuàng)辦了數(shù)以千家的不銹鋼管企業(yè)。今天在“田園松陽”“多少落紅隨水去,卻記猶如昨剛放”。群賢畢至,把祖國四面八方散落的珍珠,匯聚于此,精心串成美麗的項鏈,爆發(fā)出璀璨的光芒,溫潤著不銹鋼管,支撐著祖國各行各業(yè)蓬勃發(fā)展。
一、技術(shù)創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是指對新技術(shù)的研究開發(fā)產(chǎn)品化與商品化的過程,是改進現(xiàn)有或創(chuàng)造新的產(chǎn)品,生產(chǎn)過程和服務(wù)方式的技術(shù)活動,重大的創(chuàng)新會導(dǎo)致社會經(jīng)濟系統(tǒng)的根本性轉(zhuǎn)變。技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新的知識和新技術(shù)、新工藝,采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理模式,提高產(chǎn)品質(zhì)量,開發(fā)生產(chǎn)新的產(chǎn)品,提供新的服務(wù),占據(jù)市場并實現(xiàn)市場價值,創(chuàng)新是科技發(fā)展的靈魂,創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力??v觀2000年至今,我國的不銹鋼管行業(yè)在主要經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,簡單舉例如下:
●核能發(fā)電
2019年,核電發(fā)電占總發(fā)電量的4.9%,相當(dāng)于減少燃煤10687.62萬噸,減排CO2:28001.57萬噸,減排SO2:90.84萬噸,減排NO化合物約79.09萬噸。未來我國要每年建造8座核電站,才能完成我們承諾的減排目標(biāo)。
在核能發(fā)電的建議中,不銹鋼管是關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)元件。2000年以前,全部依靠進口,2000年以后由核工程設(shè)計院,原子能設(shè)計院和不銹鋼管廠合作創(chuàng)新,到目前為止,不銹鋼管基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
通過技術(shù)創(chuàng)新主要完成:
▲奧氏體不銹鋼主管道
▲690合金U型管,C型管,不銹鋼U型管
▲超級奧氏體不銹鋼管及管件
目前各鋼管廠,就制造工藝和提升質(zhì)量的穩(wěn)定性展開新的工作。
通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了控制棒包殼管的國產(chǎn)化。
控制棒包殼管:
▲控制棒包殼管的成份實現(xiàn)P:0.010%,S:0.020%,Si:0.1%
▲控制棒包殼管的內(nèi)徑為8.738
▲控制棒包殼管在冷作10%后,延伸率大于35%。
▲要求控制棒包殼管缺陷及尺寸超聲同步檢測,每支管材全長范圍內(nèi)的內(nèi)外徑100%測量。
目前,對高氧含量的環(huán)境用管,對FeCrAl管和600℃以上高溫用管抗蠕變,耐幅照用管也有了突破性進展。
核聚變反應(yīng)堆采用的各種管材的制造性能要求(極低溫下的斷裂韌性、抗疲勞和沖擊性能、無磁性、細化晶粒、雜質(zhì)元素要求),達到了核電特殊環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
●火力發(fā)電用不銹鋼管的技術(shù)創(chuàng)新
2019年全國完成發(fā)電總量7.09萬億KW,火電占72.83%,由此可見,我國乃以火力發(fā)電為主。隨著蒸氣溫度的提高,鍋爐的生產(chǎn)壓力也同步要提高,實現(xiàn)效率高,能耗低,指標(biāo)優(yōu),環(huán)保減排。這就對鋸爐用鋼管提出更高的要求,2000年以前我國還不能生產(chǎn)超超臨界(630℃,700℃)鋸爐用不銹鋼管,隨著近20年的技術(shù)創(chuàng)新,我國可以生產(chǎn)滿足鍋爐發(fā)電各種要求的不銹鋼管和鐵鎳基,鎳基合金管:
主要牌號有:TP304H、TP347H、TP347HFG、S30432 、TP310HC6N、Sanicro25/C-HRA-5/TG700℃
在國內(nèi)創(chuàng)新發(fā)展了鍋爐發(fā)電系統(tǒng)高加、低加用管,也實現(xiàn)了冷凝器用不銹鋼管替代銅管和鈦管。特別是在耐海水環(huán)境使用的S44660實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
●我國油氣井用不銹鋼管的技術(shù)創(chuàng)新近十年來已經(jīng)有了很大的進步。
為了解決井內(nèi)高溫、高CO2分壓和高 Cl-,H2S濃度工作環(huán)境易產(chǎn)生腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂,開發(fā)了適用的2205雙相不銹鋼管。在井管和地面集輸管線得到了使用。
最近為了解決油套管13Cr,超級13Cr抗腐蝕存在的問題,17Cr等高鋼級管也取得了成功和應(yīng)用。
●石油石化行業(yè)煉化設(shè)備關(guān)鍵裝置的發(fā)展,對其設(shè)備材料提出了較高的要求,特別是作為核心工業(yè)爐,包括加氫爐,常減壓爐,制氫轉(zhuǎn)化爐,焦化爐等所用材質(zhì)需要具備的對高溫、耐腐蝕等性能。通過近20年的工藝改造、技術(shù)創(chuàng)新,煉化設(shè)備使用的TP316L,TP321H和TP347H等工業(yè)全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
●造船運輸是經(jīng)濟活動的重要環(huán)節(jié),我國先后實現(xiàn)了制造天然氣運輸船和化學(xué)品船等,由于大型運輸船在海上航行的特殊環(huán)境,對船用不銹鋼管都要進行特殊認證。(船級證認證)
LNG和化學(xué)品船主要采用的不銹鋼管材質(zhì),TP304L、TP316L、TP2205對鋼管的縱向、橫向拉伸有特殊要求?,F(xiàn)在各生產(chǎn)鋼管企業(yè),通過技術(shù)創(chuàng)新進一步提高船用不銹鋼管的實物穩(wěn)定性。
當(dāng)然在眾多領(lǐng)域,眾多行業(yè)在此只是簡單羅列一些大家所熟知,較為注目的技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用產(chǎn)品,眾多的應(yīng)用領(lǐng)域,如化學(xué)品工業(yè)、制藥工業(yè)、軍工、交通運輸煤制氣等就不再多述。
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