S30432不锈钢管对晶粒度、高温强度、抗腐蚀性能要求较高,制管工艺对成品的性能影响很大,其中关键工艺包括冷变形前的高温软化处理、大变形量冷轧和冷变形后的稍低温度下的固溶处理。由于工艺的特殊性,因此对不锈钢管厂的整体综合能力,特别是技术与设备能力提出了更高的要求。
1. 变形前固溶温度的把握
在一定温度范围内奥氏体耐热不锈钢固溶温度越高,高温持久性能越好,但晶粒却会随固溶温度的升高而长大,从而导致材料的抗蒸汽氧化性能变差,因此在最终成型前进行一次高温软化处理。高温软化处理析出的沉淀相细小弥散,在较低温度下固溶时不能完全溶解,将起到“钉扎”晶界的作用从而阻碍晶粒长大。
2. 大变形冷加工保证晶粒度
经高温软化处理后,晶粒仍有3级甚至更粗,须经过大变形冷加工充分破碎,不但保证了成品钢管晶粒度细于7级,而且使析出的铌和铬的碳、氮化合物更加弥散。
3. 最终固溶处理的温度和时间决定了产品的性能
固溶温度越高,保温时间越短;但管壁越厚,保温时间就越长。因此在确定最佳保温时间时要综合考虑固溶温度和钢管规格(壁厚)等因素。
技术提升推动国产化,高端锅炉用管曾长期依赖于从日本住友和德国DMV等公司进口,时刻会面临“卡脖子”问题。国家发展改革委在2007年11月就将超超临界电站锅炉钢管列为重点攻关项目,2008年4月和2009年6月国内成功研发S30432和HR3C不锈钢管,并先后在江苏吕泗电厂、江西井冈山电厂等多家电厂应用,经过了十几年的实际运行检验,运行状况良好。
在产品参数方面,我国国产管材的抗拉强度(R_M),屈服强度(R_p0.2)和延伸率(A)均满足标准要求,与日本住友公司的产品相对比,国内产品的部分指标已经实现了跨越。由于疫情期间进口产品的供货周期变长以及国家倡导解决“卡脖子”问题等因素,国产化进程会较快速的推进,未来国产替代的市场空间非常广阔。
国内高端锅炉管产品的主要供应商有两类,分别是专业的无缝钢管企业和大型联合冶金企业。由于锅炉管在产业链地位较为弱势,尤其是自2012年开始行业需求收缩,具有成本或产品差异化等优势的企业才能在激烈的市场竞争中生存下来。
联合冶金企业规模效应强,在原材料获取上具有成本优势;而专业化的无缝钢管生产企业,虽然没有联合企业的规模效应,但其技术力量强、生产经验丰富、市场信誉好,并且经过技术积累,形成了各自的优势产品。除公司以外,太钢不锈、盛德鑫泰等也为国内主要的电站锅炉用小口径无缝钢管供应商,但公司在国产S30432和HR3C的技术和制造工艺上具有领先地位。
全国锅炉压力容器标准化技术委员会于2009年7月一致认为公司试生产的锅炉用S30432耐热无缝钢管可用于超临界和超超临界锅炉的过热器和再热器等部件。2015年1月,公司生产的锅炉用HR3C耐热无缝钢管通过容标委评审。
2008年绥中电厂的两个机组分别采用了日本住友和公司的产品,经过时间验证,公司的产品与进口产品品质相当,并得到了工信部、锅炉制造企业及电厂的认可,证明公司的产品完全可以替代进口产品。凭借强大的制造业绩以及强大的运行业绩,公司在市场上享有较高的地位和话语权。