不锈钢和高镍合金长管的生产工艺_上_

不锈钢和高镍合金长管的生产工艺（上）邹子和1，傅丰仁2（1.宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司，上海200940；2.上海上上不锈钢管有限公司，上海201802）摘要：介绍了国外专业生产不锈钢和高镍合金长管生产企业的生产工艺与装备，并与我国不锈钢管的生产作了对比。

尽管不锈钢管是我国钢材品种中发展较快的品种之一，但是产品档次并不高，发展高档次的不锈钢管，包括不锈钢和高镍合金长管的生产，是国家工业和尖端技术发展的需要。

关键词：不锈钢和高镍合金；长管；生产工艺；设备中图分类号：TG306%%文献标识码：A%文章编号：1001-2311（2009）04-0025-08Manufacturing Process for Stainless Steel andHi-Ni Alloy Steel Long Pipes（PartⅠ）Zou Zihe1，Fu Fengren2（1.Special Steel Brach，Baoshan Iron&Steel Co.，Ltd.，Shanghai200940，China；2.Shanghai Shangshang Stainless Steel Pipe Co.，Ltd.，Shanghai201802，China）Abstract：Introduced here in the article are the manufacture processes and equipment of some foreign spe-cialized producers engaged in making stainless steel and hi-Ni alloy steel long pipes and a comparison of the do-mestic production in this field with such companies as well.Although the development of the stainless tubular products is regarded as rather faster than that of other kinds of steel products in the country，the grades of such pipes are not high enough.Therefore developing higher grade stainless steel tubular products，including long pipes in stainless steel and hi-Ni alloy steel is just a demand for development of domestic industry and highly-so-phisticated technologies as well.Key words：Stainless steel and hi-Ni alloy steel；Long pipe；Manufacturing process；Equipment0引言不锈钢管是我国钢材中发展较快的品种之一，近20年产量增加近15倍，但是由于工艺技术与装备水平的差距，很多高档次的品种尚不能生产，特别是化工及核电工业用的不锈钢和高镍合金长管仍基本依赖进口。

化工、电力（尤其是核电）等工业部门一些重要设备的关键装置上，经常使用的不锈钢和高镍合金长管，外径一般为16~38mm，长度达15000~ 36000mm。

诸如：52万t尿素和30万t合成氨大型尿素装置上的汽提塔、高压冷凝器和高压洗涤器中的管束使用的不锈钢长管，钢种为316L（尿素级）和2RE69（瑞典钢号，即00Cr25Ni22Mo2N），其典型规格为Φ25mm×2.5mm×~22000mm。

化肥工业使用的不锈钢长管中，规格为Φ25~ 38mm×1.5~4.0mm×18000mm的不锈钢长管占50%左右。

30~60万kW大型电站机组中，过热器和再加热器高温段的不锈钢长管，使用的钢种为304H 奥氏体不锈钢，典型规格为Φ16mm×1.2~3.0mm×12500~24000mm。

核电工业是不锈钢和高镍合金管的一大用户。

据统计，一座100万kW的核电站，需用各种钢管1255t，其中蒸汽发生器U型传热管就达200t。

邹子和（1937－），男，教授级高级工程师，原上钢五厂钢管厂技术厂长，曾从事不锈钢管生产工艺开发、新产品研制和开发及生产技术管理工作。

STEEL PIPE Aug．2009，Vol．38，No．4钢管2009年8月第38卷第4期机械管高纯净不锈钢管用途无缝钢管或焊管无缝钢管钢管种类外径/mm最大长度/m3～51403～2540核驱动结构管无缝钢管3～2543航空管无缝钢管3～2515压力管*无缝钢管或焊管3～5140给水加热器管*无缝钢管或焊管16～2540冷凝器管*焊接钢管13～5140而一座130万kW 的压水堆核电站，需用各种钢管2850t ，其中不锈钢和高镍合金管达850t 。

大型压水堆核电站的蒸汽发生器U 型传热管采用的材料一般是：Inconel 690、Incoloy800和In -conel 600，其典型规格为：Φ19.05mm ×1.09mm ×~36000mm 和Φ22mm ×1.2mm ×~28000mm 。

美国的不锈钢管市场对锅炉用不锈钢长管和高镍合金长管的需求量也很大。

据了解，美国市场对锅炉用不锈钢长管的平均年需求量为4000t ，钢种为304H ，321H ，316H 和347H ，标准为ASTMA 213；而对于高镍合金，包括高镍合金长管的年需求量达12000t ，其标准为ASTMB 163和B 616。

由于这类产品具有“小口径”和“超长度”的特点，所以在生产工艺方面有其特殊的要求，一般都实行“专业化”生产。

美国普利茅斯钢管公司（Plymaouth Tube Com -pany ）是一家具有82年历史的电站用不锈钢长管的老牌生产公司，其旗下在美国的马里兰州和路易斯安那州有两个长管专业生产厂，为电力工业用户提供高质量和安全可靠的给水加热器U 型管已经有40多年的历史。

目前，该公司在不锈钢压力管方面，主要有以下四大类品种：①奥氏体－铁素体双相不锈钢和铁素体不锈钢的锅炉、冷凝器、辅助加热器和热交换器用U 型管；②奥氏体不锈钢卫生用和通用压力管；③镍和镍铬合金冷凝器和热交换器用无缝钢管；④镍－铬－铁合金压力管。

美国普利茅斯钢管公司的不锈钢长管的种类、用途及规格见表1。

除了普利茅斯钢管公司之外，美国还有Salem 、Greenville 、Teledyne Rodney Metals 等多个长管专业生产厂，大部分采用从国外进口热挤压毛管或经冷加工的成品管为原料，在专业化的长管车间内，经过2~3个道次的冷轧冷拔再加工后，改制成各种规格、各种用途的不锈钢和高镍合金的专用管，供内销和出口。

法国瓦罗雷克（Vallourec ）公司在国际上是著名的生产核工业用不锈钢和高镍合金长管的公司，生产不锈钢和高镍合金长管已有近40年的历史。

其特殊制管部（Vallourec Specialty Tubes Divisin ）生产的核工业用五大类“集团产品”为：①燃料包覆管，用于压水堆核电站（PWR ），快速增值堆核电站（FBR ）和轻水堆核电站（LWR ）等核反应堆；②蒸汽发生器U 型传热管（U 型管的最大展开长度达36000mm ）；③核工业用不锈钢无缝钢管；④核工业用给水加热器和汽水分离再加热器不锈钢特长钢管，其长度达到50000mm ；⑤冷凝器钛管（用于海边核电站）。

瑞典山特维克（Sandvik ）公司也是世界上著名的生产核工业用不锈钢和高镍合金长管的公司之一。

该公司于1968年建立了世界上第一条生产核工业用蒸汽发生器U 型传热管的专业生产线，专业生产不锈钢和高镍合金长管（Incoloy 800）。

其生产的特殊用途的不锈钢长管外径为8~34mm ，最大长度超过30000mm 。

高镍合金长管的材料主要有Incoloy 800，Inconel 600和Inconel 690，规格为Φ16~22mm ×1.0mm ，长度达28000mm 。

德国曼内斯曼（Mannesmann ）公司的朗根菲尔德（Langenfeld ）不锈钢管厂也是不锈钢和高镍合金长管的专业生产厂，其生产的规格为Φ4~25mm ×0.4~4.0mm ×20000mm ，主要品种为300系列不锈钢和镍及高镍合金。

这类不锈钢和高镍合金长管产品的共同特点是：（1）小口径、超长度。

其细长比一般在500以上。

（2）用途重要。

一般都用在一些重要装置上的“核心”部位。

（3）对产品质量要求极高，在整根长管上近乎要求达到“无缺陷”。

（4）大部分用户会要求以U 型弯管的状态交货。

由于这类钢管用途特殊，工况条件苛刻，因此对产品材料的选择和质量的控制等方面都提出了十分严格的要求。

其中，尤以“核电蒸汽发生器U 型表1美国普利茅斯钢管公司的不锈钢长管的产品范围注：*为通用U 型弯管。

STEEL PIPE Aug ．2009，Vol．38，No．4传热管”和“尿素级不锈钢精密管”堪称不锈钢和高镍合金长管“精品”中之“极品”，在国外诸多的不锈钢管生产企业中，亦只有为数不多的几家厂能够生产。

这类钢管目前在我国基本上是依靠进口。

1不锈钢和高镍合金长管的生产工艺不锈钢和高镍合金长管由于其“小口径，超长度，高质量”的特点，因此，其生产工艺和一般的不锈钢管生产工艺相比，有着不同的特点。

1.1精料方针不锈钢和高镍合金长管的生产坯料，可以是热挤压毛管，或是热挤压毛管经过几个道次的冷加工后接近成品尺寸的冷拔冷轧中间管或成品管。

在坯料管进入长管车间之前，必须通过无损检验，并经过内外表面的脱脂处理。

对于核工业用高镍合金长管，其坯料管进入长管车间之后的第1道工序就是进行外表面抛光，以清除坯料管表面的所有缺陷。

严格杜绝带有任何缺陷的坯料进入长管车间，并且应避免采用由二辊斜轧穿孔工艺生产的毛管，对于核电站蒸汽发生器用U型传热管，用户则明确规定只能采用热挤压管作为坯料管，这主要是考虑到不锈钢和高镍合金长管的生产和使用成本太高。

有的核工业用不锈钢和高镍合金长管生产车间，甚至从坯料进入长管车间之后，就开始实行从坯料到成品生产的“封闭式管理”，以确保不锈钢和高镍合金长管生产的产品质量及经济指标。

1.2冷加工工艺不锈钢和高镍合金长管的冷加工工艺，可以采用冷轧工艺、冷拔工艺和冷轧-冷拔联合工艺。