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任威-【18762195566】)。 福建省,厦门市 厦门市,简称“厦”或“鹭”,别称鹭岛,福建省辖地级市、副省级市、计划单列市、Ⅰ型大城市,位于中国华东地区、福建省东南部沿海,与漳州市、泉州市相连,地形以滨海平原、台地和丘陵为主,属南亚热带海洋性季风气候,温和多雨。截至2022年,厦门市下辖6个区,总面积1700.61平方千米,常住人口530.80万人,城镇化率90.19%。
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“6年时间建造一个核电站,3年时间在等待锻件。”10年前说起我国对核电建设中的关键锻件大口径厚壁无缝钢管无法自主生产的窘境,曾有许多业内人士无奈地发出这句感慨。
“自主制造万吨级重型设备已不是难事,我们的目标是中国“极端制造”领跑世界。”如今再谈及这一话题,清华大学机械工程系重型装备研究团队成员的眼里已满是自信的光芒。
从2009年内蒙古3.6万吨垂直挤压机挤出 根厚壁无缝钢管打破国外垄断,到2015年青海6.8万吨挤压和模锻双功能重型压机挤出世界 长度的无缝钢管实现国际领先,短短几年技术创新突破,我国自主生产电力用高端耐热无缝钢管替代进口并跻身国际市场的夙愿正在成为现实。
“联手清华大学5年攻坚克难,世界首台6.8万吨重型压机能够完成95%以上的航空模锻件的生产,首根碳钢无缝钢管长达12.8米,直径630毫米,壁厚110毫米。”近日发布这一消息的青海康泰锻铸机械有限责任公司备受瞩目,公司技术研发部部长安杰告诉记者,6.8万吨多功能压机是目前世界上惟一具备模锻和挤压两个功能的 吨位的压机,可挤压生产核电和高参数超超临界火电机组高合金、难变形、大口径厚壁新型管材,也可锻造出航空、航天工业等领域大型和特大型钛合金、高温合金、超高强度金属等难变形锻件。
为什么要自主研发大吨位重型压机生产厚壁无缝钢管?世界 长度意味着什么?项目主要负责人清华大学机械工程系重型装备研究所教授吴任东给出了答案。
大口径厚壁无缝钢管是60万千瓦以上超临界、超超临界火力发电项目必不可少的装备,其制造依赖于重型压机,然而重型压机的制造技术却长期被国外垄断,我国一度只能高价进口。作为装备大国、电力大国,只有打破这样的尴尬处境才能真正在国际领域占有一席之地。
不仅如此,制造万吨级重型设备标志着一个 的制造能力,涉及设计、制造、运输、安装等诸多技术难题,属于“极端制造”领域,成功虽极其不易,但没人不想抢占先机。对已经积累了深厚技术经验的中国来说,打破国外垄断只是阶段性成果,领先国际水平形成 优势并掌握市场定价权才能在竞争中立于不败之地。
“更重要的,在应用领域,更长、更厚的无缝钢管是今后产品发展的方向。”吴任东说,随着电站功率增大以及海上钻油深度不断增加,对厚壁钢管的口径要求越来越大,而高合金钢管普遍存在难以焊接的问题也对厚壁钢管的长度提出更高要求。“值得一提的是,经过论证,6.8万吨重型压机已具备挤压生产长度18米、外径1.5米的难变形合金大口径厚壁钢管,这远远超过了世界同类其他设备的水平。”
据了解,截至目前,6.8万吨重型压机项目已累计完成投资11亿元,完成了压机工艺主辅设备安装及调试。在2015年的四次试制过程中,6.8万吨压机均成功挤出长度超过14米的厚壁钢管,尤其是高合金、大口径钢管的调试成功验证了压机当初设计的挤压功能和各项技术数据已达到设计指标,也证明挤压功能已经满足生产要求。
作为完全自主研发的建设项目,企业的更多突破也丰富了“世界先进水平”的内涵。安杰介绍,在挤压工艺完成过程中,一线技术人员解决了压机镦粗、穿孔前的外表面除鳞问题以及压机挤管前的外圆及内孔的玻璃润滑问题,为成功挤出世界 长度钢管奠定了坚实的基础。



《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 冶金行业标准是十 2006 年 7 月山冶余工业信息研究 l 坑中国钢铁下业协会 〔 2006 ] 92 号文 《 关于转发 2006 年行标项日 i 十划的通知 》 下达,确定由内蒙古北方重工业集团有限公司负责标准起草的主要工作。 2006 年 7 月 26 日至 28 日在包头召开了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准工作组第 · 次工作会议,会卜成立标准编制 l :作组,讨论了标准编制工作进度 i } · 划及 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准编写大纲,确定了标准编制原则。 2006 年 9 月编制工作组完成了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准草案,且召开了第二次!:作会议,编制工作组认为本标准将正在研制的 4 种牌号的钢管管坯材料经验证后应纳入本标准的征求意见稿。
9 月至 12 月生产部门对 4 种牌号的钢管管坯材料经多炉次冶炼试制及扩容的验证,经理化检测满足使用性能要求。为此,将新研制 4 种牌号的钢管管坯材料纳入本标准的征求意见稿中。 2007 年 1 月初完成了 《 高温用锻造厚壁无缝钢管 》 标准征求意见稿讨论稿及编制说明。讨论稿在公司范围内组织有关专业工程技术人员进行了讨论,根据讨论意见再次进行了修改。在 2007 年 1 月底形成 l 卜式征求意见稿,发住相关单位及院所征求意见。 2007 年 4 月意见返回,反馈意见形成正式征求意见稿,发住相关单位及院所征求意见。
2 007 年 4 月意见返回,反馈意见中有 · 大部分意见都与新牌 GB / T5310 有关,为了与新牌 GB / T53 10 相协调,在新牌 GB / T53 10 审定,并形成报批稿后,根据 GB / T5310 (报批稿),结合各有关单位的反馈意见修改标准征求意见稿,形成现在讨论的审杳稿。
3 编制原则
3 . 1 本标准的技术指标应有一定的先进性及较强的科学性、适用性。 3 . 2 木标准的技术内容与同步正在修订的 GB5310 应协调 · 致。 3 . 3 标准的技术水平达到国内领先水平。化学成份中 S 、 P 含星应比国外同类先进标准控制更加严格。 3 . 1 木标准的编制应以 2006 年 3 月五大锅炉)‘联合市议通过的“高温用铸造厚峡无缝钢管”技术协议基础,补充完善,对新增技术内容进行验证考核。


1 应力应变和沮度分析将上述建立的有限元分析模必和设定的边界条件分别在 Marc 软件设定.获得了竺厚 17mm 的钢管轧制时的变形情况。图 2 为钢管在第 1o 机架变形区的等效应变、等效应力和沮度分布图。从图中可知.钢管产生的等效应变、等效应力以及轧制过程中的沮度分布并不均匀。在轧辊约束下.钢管外表面产生的变形小于内表面变形;辊缝处的等效应力小于辊底处的等效应力。从钢管的退度分布云图可以看出.钢管的外表面由于与处于较低沮度的轧辊的接触.沮度迅速下降较多;钢管中间部分的沮度升高,但幅度不大.主要是由于钢管变形.部分变形功转换为热债;钢管内表面沮度墓本不变.说明内表面通过对流和热辐射一与外界进行的能徽交换较少。
2 成品钢管的周向壁厚分析本文在进行钢管张力减径的有限元计算过程中发现.划分的有限单元网格产生崎变.单元节点与其径向位!偏离较大.由此会导致在 Marr 自带的后处理模块中计算成品钢管峨厚时会产生较大的误差。因此,本文将有限元计算获得的结果文件导入到 CAD 软件中进行壁厚侧.,能充分保证侧盆的准确性。钢管周向璧尽按图 3 所示位 t 进行侧盆。图 4 为本文经过计算获得的不同壁厚的钢愉减径后的璧厚沿周向分布图。可以粉出变形后的成品
钢管的壁厚并不一致.且都出现了内多边形现象.壁厚越小。出现的内多边形现象越严欢。分析产生内多边形的原因主要有如下 3 点: ( 1 )轧辊孔型的椭阂形状导致张力减径过程中金属沿孔型圆周方向的压下峨出现趋异.辊底处的压下反较大而辊缝处压下盆较小;同时,辊底的金属和辊缝的金属变形时的流动方式不一样,辊底金属向内侧流动,而辊缝金属向外侧流动。 ( 2 )轧辊运动时,其横截面上不同位,的线速度导致了钢管表面的牵擦力分布不均。图 5 给出了变形过程中钢管表面的雌徐力分布云图.从图中可以粉出,由于钢管的线速度小于辊缝处的线速度.而大于辊底处的线速度,由此造成了康擦力方向在辊缝位且与轧制方向相同,而在辊底位置雌擦力与轧制方向相反.并在辊缝处形成了轴向压应力 M ,而在辊底处形成轴向拉应力,并且越帐近辊缝和辊底位, . 康擦引起的附加应力越大。



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