SA210C钢管生产工艺及问题都有哪些

   摘 要：针对冷拔生产的小口径SA-210C高锅管物检性能不稳定、离散性大的现状，优化了SA-210C钢管热处理工艺，提高了物检性能的稳定性和合格率。　　
　　随着锅炉向大型化发展的趋势，SA-210C钢管广泛应用于制造300Mw、600Mw机组锅炉的省煤器和水冷壁，且在华能玉环电厂国内首台安装投产的1000Mw超超临界锅炉其省煤器和水冷壁也广泛采用了小口径SA-210C钢管。现年可生产3000-4000吨，但由于种种原因其物检一次合格率低、性能离散性大一直备受困扰。为提高产品性能，稳定产品质量，更好的适应市场需求，获得稳定的经济效益，SA-210C钢管热处理工艺攻关成为了亟待解决的问题。
　　本文主要针对SA-210C钢管成品热处理物检性能不稳定、离散度大的现状。在原热处理工艺的基础上进行逐步优化，介绍了工艺优化的具体措施及取得的实际效果。
　　1 生产工艺及问题
　　1.1 生产工艺
　　
　　1.2 存在的问题
　　1.2.1 性能不稳定、离散度大
　　（1）相同规格钢管抗拉强度Rm和延伸率A离散度大。以2010年10月生产的规格为54*9.5的SA-210C为例。其中连续两批热处理钢管抗拉强度分别为440Mpa（不合格）、535Mpa，相差近100Mpa。延伸率分别为40%、25.4%（不合格），相差近15%。
　　(2)不同规格钢管抗拉强度Rm和延伸率A离散度大。以2010年12月生产的规格为63.5*13.5的SA-210C与规格为21.3*2.77的SA-210C比较。按相同的热处理工艺制度。抗拉强度分别为437Mpa（不合格）、542Mpa，相差105Mpa。延伸率分别为43%、22%（不合格），相差21%。
　　2 原因分析
　　造成SA-210C物检性能不稳定、离散度大的原因主要通过以下几个方面进行分析：
　　2.1 正火温度不精确
　　SA-210C原成品热处理工艺为920℃-940℃正火+出炉鼓风冷却。热处理窑炉为36M无水冷辊底式连续炉。由于热处理窑炉为连续炉而钢管规格差异较大。正火温度不精确导致离散度产生。同时钢管进炉摆放、窑炉温控精度高低、员工责任心和操作素养的差异也可导致性能差异。
　　2.2 冷却速度
　　冷却装置不能达到工艺要求，随意性的操作无法确定钢管的具体冷却速度，从而导致钢管的性能的不稳定、离散度增大。
　　3 改进措施
　　3.1 修改36M无水冷辊底式连续炉的热电偶分布，将控温点从原来的3个增加到6个，提高了炉膛温度的均匀性和稳定性，保证温控进度达到±10℃。
　　3.2 严格规定每次进炉量的情况，根据钢管壁厚确定摆放的层数。
　　3.3 优化生产组织模式，在组织SA-210C正火前，先通过热处理壁厚相近的普通碳钢半成品来稳定炉膛温度。
　　3.4 改进冷却装置，根据不同壁厚调整冷却速度（以单个鼓风机的功率为单位）。
　　3.5 根据冷拔壁厚确定最优正火温度，将原热处理工艺调整为：
　　表1 不同壁厚的SA-210C热处理工艺
　　备注：衡阳钢管（集团）有限公司冷管分厂生产的SA-210C钢管最小壁厚2mm、最大壁厚16mm。
　　4 改进效果
　　通过采取以上措施，衡阳钢管（集团）有限公司冷管分厂生产的SA-210C钢管机械性能稳定性大大提升，一次送检合格率也有了大幅上升。
　　4.1 一次物检合格率
　　运用优化后的热处理工艺，衡阳钢管（集团）有限公司冷管分厂共生产SA-210C钢管820.44吨（共计328批次），不合格批数为12批，合格批数为316批，一次物检合格率从原来40%-50%提升到了96.34%。
　　表二 改进前后的性能对比数据
　　4.2 成材率
　　优化前SA-210C钢管的一半以上要进行返工热处理，由于36M无水冷辊底式连续炉采用自产煤气作为燃烧介质，氧化成分含量高，钢管表面氧化严重，SA-210C第二次热处理后表面质量下降需进行酸洗，可能造成钢管过酸洗造成压扁不合格。同时钢管内外表面脱碳情况比较严重容易超出标准要求，导致SA-210C钢管整体成材率降低。一次合格率的提升也就大大的提升了整体成材率。
　　4.3 质量异议
　　由于机械性能的不稳定性，SA-210C钢管可能在生产取样检验时是合格，到客户检验时又发现钢管是不合格的，由此引发的质量异议频繁。
　　衡阳钢管（集团）有限公司2010年1月1日到2011年2月17日，SA-210C物检性能不合格的质量异议占到9起，是单个牌号里单一原因导致的最高的记录。采用优化后的热处理工艺至今，未发生一起由于机械性能不稳定导致的质量异议。
　　5 结束语
　　1、根据壁厚差异精确SA-210C钢管正火温度和冷却速度有效的提升钢管性能的稳定性，大大的提升了钢管的一次合格率和成材率。根据不同壁厚的钢管而制定科学的热处理工艺是保证性能稳定性的主要手段。
　　2、热处理窑炉的温控精度和窑炉稳定性是保证热处理质量的一个重要方面，设备的有利支撑才能保证工艺的有效执行。