“十二五”开局之年注定是中冶辽宁德龙钢管不平凡的一年。今年上半年德龙钢管共签订钢管制作合同18万吨,取得历史性突破;6月末,ERW二期项目在完成设备安装、调试后,第一根螺旋焊管顺利下线,开启了钢管二期投产的序幕;今年年初,德龙钢管生产研发的Q460E高频直缝焊管正式通过了中国电力科学研究院的认可,成为了国内首家能够生产用于高寒地区特高压输电网钢管塔用大口径直缝高频焊管加工企业,填补了国内这一钢级大口径高频直缝焊管产品的空白。形势喜人,形势催人。

新形势、新迹象,借助科技创新平台,中国三冶集团钢管产品由原来的输油、输气行业扩展到现在输油、输气及输电塔架制作领域,实现了新的跨越,在中国三冶集团“三五”规划的“一体两翼”战略中,走出了产业调整、转型的可喜一步。后金融危机时代,在钢管产业面临产能高而需求低增长的情况下,中国三冶集团已经赢在了新的起跑线上。

前  奏

中冶辽宁德龙钢管经过20年的创新发展,已成为集高等级螺旋焊管制造、高等级ERW直缝高频焊管制造、石油套管加工、管材内外防腐保温及管材运输为一体的东北地区最大的制管企业,其钢管产品已远销中东、西亚、欧美、南美等市场。虽然在业界已拥有骄人的业绩,但中冶辽宁德龙钢管从未止步不前,始终在不断拓展自己的发展空间。尤其是在新产品开发上,德龙钢管一如既往努力寻找新的突破口。

谁也不会忘记,2008年南方雪灾,给通信、电力等行业造成直接经济损失达11亿元人民币。恰逢其时,“十一五”期间国家电网公司拟在全国实施大规模电网改造和特高压输电网络建设规划,并确定把钢管塔作为未来输电塔架的主要结构形式。寒冷气候环境下和冰雪灾害频发地区建设输电钢管塔需要一种新型的能够适应高寒天气的塔架的管材,这种管材就是Q460E钢级高频直缝焊管。

这是一次绝佳的机会,稍纵即逝。这种焊管制造工艺难度较大,国内此时尚无Q460E钢级高频直缝焊管的生产先例。面对挑战,中冶辽宁德龙钢管发扬敢为人先的精神,抢抓机遇,创先争优,迎难而上,接受了开发这一新钢种等级高频直缝焊管产品的任务。

发  展

2009年11月,中冶辽宁德龙钢管打响了研发Q460E高频直缝焊管的攻坚战。为了确保研发顺利进行,抽调公司内部大量的技术骨干,并召开了专门会议,对研发工作进行了总体的安排和部署,在人员上给予充分准备。2009年12月15日公司领导及相关技术人员针对Q460E材质焊管的生产召开了专题技术论证会。经过论证,大家一致认为公司2007年引进先进技术和装备建设的ERW630直缝焊管机组完全具备Q460E材质不同规格焊管的生产能力。尽管有良好的设备保证,但参与研发人员都清楚,Q460E钢级直缝电阻焊管由于母材材质为低合金高强度的特殊性,其产品的开发难度仍然会相当大。

2009年12月23日,在Q460E焊管产品试制前的准备工作会议上,初步制定了六套试制方案,根据每套试制方案的实施结果,对下一个试制方案的内容进行适当调整,直到生产试制成功为止。按照中国电力科学研究院制定的《输电线路钢管塔用直缝焊管技术条件》规定,这项钢管产品的焊缝冲击力在-40℃时,平均值要大于50焦耳,单位值必须大于34焦耳;母材冲击功在-40℃时,平均值大于100焦耳,单位值大于80焦耳。为了尽快摸索出Q460E直缝电阻焊管的制造控制技术和生产工艺,研发人员进行了一系列的研究试验,重点放在如何在制造过程中满足-40℃时冲击韧性的保证值达到标准要求上。由于焊接后焊缝晶粒组织粗大,大量马氏体存在焊缝中,造成焊缝综合机械性能、尤其是焊缝韧性大幅度下降,无法满足实际需要。因此研发人员通过研究高频焊接后模拟正火对Q460E低合金结构钢焊缝组织与力学性能的影响,找出最佳热处理加热方案和冷却方案。决定在生产中通过增加焊缝在线热处理方式,将焊缝区域加热到AC3以上,最大限度改善焊缝及热影响区组织状态,然后钢管进入冷却阶段,进行空冷、水冷等环节,提高焊缝的强韧性指标,消除由焊接造成的内应力,改善焊接热影响区的组织状态,细化晶粒。结合以往的实际生产经验,生产前工艺给定热处理范围920度(±20度),车速14米/分钟(±2米/分钟),采用两架中频加热,并且控制进入水冷前焊缝温度不超过300度,水冷后达到室温状态。920度左右正火后的组织为细小的M-A岛弥散地分布在细小的贝氏铁索体条间,从而决定了该钢具有较强的强韧性。通过实验表明200度到600度范围内进行水冷,检验焊缝的力学性能,摸索出相对较为稳定且具有较高的强韧性,屈强比较低时所对应的温度。

在整个Q460E焊管的开发试制过程中,工程技术和质量检测人员进行了全程的跟踪、监测、调整、记录。经过历时5天的努力,管端周长、钢管椭圆度、钢管直度都严格控制在技术要求范围内;内外毛刺清除、坡口角度、钝边、切斜也全部符合技术条件要求;焊缝和母材的各项力学性能试验全部过关。中冶辽宁德龙钢管突破了高钢级高频焊管产品焊缝低温冲击韧性难以达到较高标准和难以实现稳定的焊缝质量的障碍,使这项新产品-40℃焊缝冲击功达到平均大于100焦耳的水平,完全满足实际工程提出的平均不低于50焦耳的标准要求,其他理化性能指标也完全符合相关标准和专业技术条件要求。经过国内多家塔厂的试用和检验,并通过了中国电力科学研究院对产品质量的认可,整个Q460E直缝高频焊管的开发试制工作画上了圆满的句号。

尾  声

“十二五”期间我国将继续开展大规模电网改造和特高压输电网络建设,综合近年来极端灾害性气候频发,严重威胁电网安全稳定运行的现实,不断推进电网建设,提升电网自身抗灾减灾能力势在必行。此次中冶辽宁德龙钢管Q460E焊管的开发成功将使国家电网能够按设计方案采用Q460E焊管钢级的直缝电阻焊钢管制作钢管塔,这为国家大规模的电网改造和特高压输电项目建设创造了条件。钢管塔架具有承受载荷大、整体稳定性好、外型美观、占地面积小等优点,中冶辽宁德龙钢管成功研发的Q460E低合金高强度电阻焊钢管在“十二五”期间我国开展的大规模电网改造中将会有越来越多的用武之地。

产业调整、转型是攻坚战,更是持久战。科技给力产业转型,促进了企业从传统走向现代,也推动了企业经济大发展。Q460E焊管的成功研发,使中冶辽宁德龙钢管在发展的道路上又迈上了一个新的台阶,大大提升了企业的综合竞争力,也必将为企业的发展赢得更大的空间。 (中国三冶 付晓楠 李建军) ②