总结德新钢管16年来中频热扩工艺的发展,中频热扩工艺和技术的不断完善和进步主要表现在以下方面。
1. 机组设备的完善
中频加热采用DCR智能温度闭环感应加热系统,可使坯料管变形区的温度稳定在±10℃的公差范围内;液压站选用大功率液压油泵和大容量的液压油箱,可使液压系统低速低压运行,从而降低系统的振动和热扩散;采用IP65高防护0.2级精度的传感器测量液压系统的推制压力,采用1024×2048高分辨率的传感器直接测量推制部分的线速度,并通过高精度的PLC模块将推制压力和推制速度直接显示在人机界面和仪表上;根据不同坯料管的材质在不同温度下的线膨胀系数选择不同材质、形状和尺寸的芯棒,大量原始生产数据的积累使得芯棒设计更加合理,不仅保证了芯棒有足够的高温强度、刚度和耐磨性,也更好地保证了热扩钢管的壁厚和直径精度;后续的热处理装置、校直装置、无损探伤装置及辅助的润滑剂自动涂覆装置也不断改进、完善,取得了一系列的研究成果和发明专利,实现了推制式热扩机组从涂覆润滑剂、上料、对正、加热、推制、下料到热处理、校直、无损探伤的机械化操作,保证了生产工艺的稳定性。
2. 工艺参数的改进
根据坯料管和成品管的直径和壁厚规格确定最佳的扩径比和扩径道次;根据坯料管的材质及尺寸和成品管的尺寸综合确定芯棒的材质和尺寸、加热线圈的直径和长度、加热速度和温度、推制压力和推进速度等参数。加热速度和加热温度不仅与推进速度相适应,还应当与坯料材质相适应,使加热温度略高于材料的相变温度,则坯料管经过热扩后相当于进行了低温形变热处理。研究表明,形变热处理可以显著地细化高压锅炉用合金钢的显微组织,并在马氏体板条基体中析出细小的弥散M型碳氮化物,提高合金钢耐高温高压的性能。扩径后热处理工艺的改进可进一步提高成品管的综合性能。针对大直径无缝钢管的无损探伤工艺和水压试验技术的也不断改进,提高了检测和试验效率,并保证产品无缺陷。
中频热扩工艺依靠平稳的推制压力、稳定的推进速度、均衡的加热温度,结合完善的热处理工艺和无损检测制度,充分保证了产品的尺寸精度、内外观质量和内在综合性能,这也德新钢管40多万吨的中频热扩钢管十多年来一直安全、稳定、可靠运行的原因所在。