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不锈钢精密管

产品介绍:

产品名称:无缝精密不锈钢仪表管
外径OD(?4.0mm~ ?38.0mm)×壁厚WT(0.4mm~3.0mm) ×长度LONG(2000mm~35000mm)
主要材质:TP304/TP304L、TP316/TP316L etc.

主要应用于航空、航天专用的精密仪器仪表制作,以替代原有的铜管和合金管,部分应用于军工产品用作核设施的冷凝器专用管。

创新点及先进性:利用公司自主研发的光亮退火炉,替代传统的退火酸洗工艺,更有效地保证了统一连贯的退火温度,使得管子表面无渗碳,更好的晶间腐蚀性能,又消除了应力,既减少了材料的浪费,又节约了能源,较酸洗退火工艺来讲,更进一步地减少了对环境造成的污染;采用了公司自主研发的金属管热处理均匀冷却装置技术,能够立体循环水流对管子的内外表面进行冷却,有效的提高了金属管热处理冷却的效率。

 

 

1、成果概述
    (1) 归属《技术领域》第三级子目录的适应性描述
    本项目主要应用于航空、航天专用的精密仪器仪表的制作中,以替代原有的铜管和合金管,部分应用于军工产品用作核设施的冷凝器专用管。相较于现有的仪表仪器管,本项目具有管壁更薄、管径更细、重量更轻的优点。由于项目产品在加工过程中必须对不锈钢管内、外部均进行光亮退火,其生产工艺和加工难度都很大。目前能够生产该类产品的生产厂商国外只有美国的三维克公司(Sandvick),国内只有本公司已经实现了量产,目前产品全部出口德国蒂森克虏伯公司(ThyssenKrupp)和美国玛蒙集团下属的Marmon/Keystone公司。国内目前有部分科研院所和电力企业,在节能型仪表和核冷却用冷凝器中亦开始采用该类产品作为冷凝管使用,以替代现有的铜管和不锈钢管,用以进一步提高仪器仪表的灵敏度或提升冷凝器的换热效率。目前该产品在国内的应用还处在探索阶段。
    作为高精度仪器仪表生产和高效率冷凝器生产的重要基础件之一,本项目符合《技术领域》中“先进制造—先进制造技术及设备—机械基础件制造技术—高性能的机械基础件”(4109)的要求。
    (2) 立项背景(包括技术来源、产学研合作方式及合作内容)
    无缝精密不锈钢仪表管(TP304/TP304L、TP316/TP316L)是一种利用在线光亮退火技术加工而成的、具有高附加值的奥氏体不锈钢管。由于其加工技术要求对不锈钢管内、外壁均需进行光亮退火处理,以至于其加工成本过高,难以适应市场的需求。在线光亮退火技术,国内厂家目前还无法克服技术难点,主要是经光亮退火技术后管材的均匀降温和如何消除内应力的问题难以解决。国外目前也只有美国三维克公司(Sandvick)解决了高问题并实现了量产。
    针对这一技术难点,本公司开始实施公关,在公司加热器用焊接奥氏体不锈钢管(含U型管)和低压及高压加热器用无缝奥氏体不锈钢管(含U型管)成果的基础上,进一步开展研发,经过两年多不断探索,终于开发出金属管热处理均匀冷却装置和钢管在做水压时的密封夹具等系列加工装置和辅助工具,并摸索出光亮退火后消除内应力的最佳技术解决方案。
    (3) 主要研发内容及取得的成果
    本项目主要应用于航空、航天专用的精密仪器仪表的制作中,以替代原有的铜管和合金管,部分应用于军工产品用作核设施的冷凝器专用管。项目针对目前国内生产的现状,主要研发了光亮退火技术,目前已形成了企业自己的技术秘密。针对生产过程中的内应力问题,开发出“金属热处理均匀冷却装置”,已获实用新型专利授权(专利号:ZL200720074531.0)和发明专利受理(受理号:200710045765.7)。项目生产过程中还涉及一项发明专利,以获得专利受理号“专利名称:钢管在做水压时的密封夹具,受理号:200810204214.5”。
    项目技术目前已通过中国科学院上海科技查新咨询中心查新,报告编号:200921C703777。
    项目技术已通过国家金属材料质量监督检验中心(上海材料研究所检测中心)技术检测,报告编号:2009-L-8125、2009-L-7518。
    小批量产品已通过美国American International Materials,inc.的认可,并实现小批量销售。
2、项目与国内外同行技术分析比较
    (1) 国内外行业技术现状分析
    国内外目前生产的产品基本上还采用的是冷轧和冷拔相结合的生产工艺,该工艺的缺点是不锈钢管内部容易产生冷拔的痕迹,使得管壁较为粗糙;其次,均采用油脂和石灰的混合物进行冷拔,已造成对生产现场黄精的污染,与之相较,本项目产品的外表面更加光滑;而在退火工序中,本项目利用自行研发的光亮退火炉,无须酸洗退火,既保持了同一连贯的退火温度,保证了不锈钢管表面无渗碳现象发生,具有更好的晶间腐蚀性能,又有效地节约了能源消耗和提高了生产过程的环境保护。国内外生产厂商大多还采用的是酸洗退火工艺;从不锈钢管的表面状态看,国内外其它厂商则采用退火酸洗或外抛光工艺。
    目前采用内外管壁光亮退火工艺的只有美国三维克公司(Sandvick)公司一家,其技术对外采取保护,形成了垄断。
    (2) 与国内外同类产品的分析比较
    本项目在生产工艺上,除最终步骤外,生产过程均采用冷轧工艺,而国内外目前均采用的是冷轧和冷拔相结合的生产工艺,本项目生产工艺与之相较,不锈钢管内部不会产生冷拔的痕迹,使得管壁更均匀光滑;本项目在最后工序采用冷拔油冷拔,而国内外目前均采用油脂和石灰的混合物进行冷拔,与之相较,本项目产品的外表面更加光滑;在退火工序中,本项目利用自行研发的光亮退火炉,无须酸洗退火,既保持了同一连贯的退火温度,保证了不锈钢管表面无渗碳现象发生,具有更好的晶间腐蚀性能,又有效地节约了能源消耗和提高了生产过程的环境保护。国内外生产厂商目前还采用的是酸洗退火工艺;从不锈钢管的表面状态看,本项目处于光亮退火状态,国内外其它厂商则采用退火酸洗或外抛光工艺。从销售价格来看,本项目价格只是美国三维克公司(Sandvick)公司的75%。

附件:
    国内外产品的技术比较:
    (3) 项目成果水平分析
    本项目利用无缝奥氏体不锈钢管的特性,采用具有自主知识产权的冷轧或冷拔工艺(精密冷加工工艺),以及在线光亮退火技术,生产而成。经上述文献检索,未见与项目方相似的在线光亮退火炉和金属管热处理均匀冷却装置技术方面的应用,建议尽快申请相关专利,保护自主知识产权。综上所述,本项目的综合技术在国内外未见有完全相同或类似的报道,因此,该项目在主要指标上达到国际先进水平。
3、成果的创新点、先进性及主要技术特点
    (1) 创新点和先进性
创新点及先进性:
   1、本项目利用公司自主研发的光亮退火炉,替代传统的退火酸洗工艺,更有效地保证了统一连贯的退火温度,使得管子表面无渗碳,更好的晶间腐蚀性能,又消除了应力,既减少了材料的浪费,又节约了能源,较酸洗退火工艺来讲,更进一步地减少了对环境造成的污染。
    本项目是利用公司专利技术生产出的无缝奥氏体不锈钢管,是各类精密仪表专用的不锈钢管。项目采用冷轧或冷拔工艺(精密冷加工工艺),在线光亮退火技术。无缝管的工艺主要采用冷轧或冷拔工艺(精密冷加工工艺),在线光亮退火技术。在无缝管的热处理工艺上,华钢采用了在线固熔化处理,在线固熔化的特点是加热均匀、冷却均匀,无托架支点损伤,处理后光亮洁白,故称光亮退火,本项目采用的光亮退火无缝不锈钢管不同于国内一般的退火酸洗工艺,能够做到既环保又无污染,并且经过光亮退火的无缝不锈钢管其抗晶间腐蚀和抗腐蚀性能良好。同时成品管要求通过无损涡流探伤和水压测试,其各项测试性能指标均要求合格。
    2、项目采用了公司自主研发的金属管热处理均匀冷却装置技术,能够立体循环水流对管子的内外表面
进行冷却,有效的提高了金属管热处理冷却的效率。
    (2) 主要关键技术
    光亮退火技术金属管热处理均匀冷却装置
    (3) 主要技术特点和相关指标
主要性能指标:
    拉伸试验:根据标准要求,测试后的屈服强度达到290MPA,抗拉强度达到660MPA,伸长率达到60%。
    压扁试验:根据规定公式计算压扁值,压扁试验结果无裂纹。
    扩口试验:根据标准规定的内径扩张率,扩张管子,试验结果无裂纹。
    硬度试验:根据标准的要求值,HRB硬度90以下,所测试的硬度值为75左右,完全符合标准要求。
    晶间腐蚀试验:用硫酸和硫酸铜试验,测定奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀的能力,试验持续一定时间后,根据弯曲结果判定试样表面无裂纹,完全符合标准要求。
    涡流试验:根据涡流原理,检验产品的缺陷,参照校准样管来测试被测产品,检测结果无报警信号,试验结果合格。
    相关指标:
    TP304/TP304L
    屈服强度:263MPa
    抗拉强度:590MPa
    伸长率:62%(G=50mm)
    HV5:165
    TP316/TP316L
    屈服强度:265MPa
    抗拉强度:580MPa
    伸长率:50%(G=50mm)
    HV5:170
4、项目成果成熟度分析
    本项目目前已完成小批量生产,目前正处于批量生产的前期。项目技术已通过机械工业材料质量检测中心的技术检测,部分产品已实现销售。
 


3.1750.71

48.31.65

6.350.71

48.32.41

6.350.89

48.33.05

6.351.24

48.35

6.351.65

572.5

9.530.89

573.5

9.531.24

575

9.531.65


12.70.71


12.70.89


12.71.24


12.71.65

材质:304/304L/316/316L310S/321/347H/31803

12.72.11


12.73.05

长度4-35M

143. 5


19.052.11


19.052.41


19.052.77


19.053.05


19.054.78


25.40.89


25.41.65


25.42.11


25.42.41


25.42.77


25.43.05


25.45


31.751.65


31.752.41


31.752.77


31.753.05


31.755


38.11.65


38.12.41


38.13.05


38.15