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摘要：经过四十年的高速发展，我国钢管行业在产品结构、质量水平、技术装备等方面不断得到优化提升，我国已成为名副其实的世界钢管制造大国。现在中国钢管行业由高速发展向商质量发展转变，战略目标是绿色化、智能化和轻量化，努力实现既大又强的钢管现代化。因此本文根据我国钢管的发展，探讨了高压锅炉管的发展及应用问题。
关键词：高压锅炉管;发展分析;应用问题;应用对策
1 近年钢管发展态势
1.1 不锈钢管
不锈钢管普及和替代碳钢管的市场条件已经成熟，随着铬镍等原材料价格走低，现在不锈钢管的价格只有历史最高价的30%左右，不锈钢管可替代普通碳钢管40%的份额;2018年我国不锈钢管产量约280万t，其中包括80万t不锈钢高压锅炉管，200万t不锈钢焊接钢管。近年来，国际上一些重大工程项目常采用我国不锈钢管材，包括国际科研合作项目“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”、上海赛科90万t/年乙烯裂解联合装置、扬巴一体化工程（60万t/年乙烯）、美国陶氏化学工程、康菲石油工程。2017年久立特材连续中标阿曼0.8万t，法国1.7万t和英国2万t不锈钢管供应项目。我国目前已经有能力参加国际项目的竞争，也得到国际认可，完成上述项目的企业的生产水平实际上已经达到世界领先水平。
1.2 焊接钢管
2017年我国焊接钢管产量约5300万t;焊接钢管产能主要集中在华北地区，其中天津市和河北省的总产量约占全国总产量的一半[1]。以热镀锌钢管为例，国内有近200条热镀锌管生产线，用于加工成镀锌管的Φ219mm以下规格焊接钢管管坯占焊接钢管总产量的40%左右，我国热镀锌管年需求量在800～1000万t。2017年以来，中俄东线天然气管道工程、新-粤-浙天然气管道南段工程、鄂安沧管道工程、中缅管线改线工程、西三线闽粤支干线项目5条油气管线工程项目成为我国焊接钢管行业的“稳压器”
1.3 高压锅炉管
2017年我国高压锅炉管产量排名前十位企业，其產量之和约占我国高压锅炉管总产量的40%。近年山东、江苏、河南三省的资本大量进入高压锅炉管行业，导致我国高压锅炉管产能剧增，2018年这三省高压锅炉管合计产量占全国高压锅炉管总产量超过62%[3]。
2 高压锅炉管应用问题
对于高压锅炉管中存在的分层缺陷，其主要就是在平行在金属表面上的内部层存在分离表现。而从实际角度进行分析，主要就是钢管壁厚有异常的物质夹杂在其中，而如果在高压锅炉管中存在分层缺陷，那么其带来的危害就包括以下几点内容：首先，其会使得分层位置的高压锅炉管的承受载荷厚度变的比较薄，这样会对材料的塑性以及韧性带来影响，甚至会对其疲劳性能以及耐腐蚀的性能带来严重影响，不利于其在实际工作中发挥自身的优势。
其次，其分层缺陷边缘会呈现尖锐的状态，这样就将会引发应力集中的现象。而且对于应力的作用是较为敏感的，尤其是在交变载荷的作用之下，比较容易出现应力疲劳裂纹的现象，对高压锅炉管的正常使用都会带来较大影响。再次，对于在含有湿硫化氧地液化石油气以及高温、高压的临氧介质等工况之下，对于最靠近在内表面地分层缺陷很容易会引发鼓包或是裂纹等危险和缺陷问题，对于实际工作的开展会带来一定影响。最后，如果分层的缺陷是在高压锅炉管的两端坡口位置，加之焊接工作未能对坡口的质量进行有效地控制与管理，那么将会对焊接的接头质量带来一定影响，不利于后期工作有效开展[1-2]。
3 高压锅炉管缺陷应用策略分析
3.1 运用相控阵超声检测技术开展工作
相控阵超声检测属于一种将常规超声技术和计算机技术进行有效融合后的新型无损的检测技术形式。这一核心技术主要就是运用计算机来对相控阵超声的探头进行控制，通过将其具有的多个相互的且独立地压电晶片进行运作，让其可以根据一定地延迟时间来激发与接收相应的超声波，由此能够更好地达到转变聚焦特性以及声束偏转和声束位移等相控的效果，整体工作的效果相对较好。和常规的超声技术进行对比，其主要特点就在于相控阵超声波的扫查覆盖的范围非常的大，检测的速度比较快，而且工作效率相对较高;在检测中其结果较为直观化，能够实时的展示出相应的内容，而且其结果是能够进行存储的;在聚焦区域的声场强度是与常规的超声要高的;对于缺陷的定位与定量有较小的误差，而且检测的灵敏度是相对较高的，在高压锅炉管的分层缺陷鉴定中是最为有效的方法。
3.2 开发新材料
开发具有优良综合机械性能、抗SSC和氢脆性能的材料是实施大容积气瓶轻量化的关键和基础。（30CrMoE）4130X是制造大容积气瓶常用的铬钼钢。在4130X的基础上，通过化学成分优化，添加微量合金元素V、Nb和Ti进行微合金化，是提高大容积气瓶综合性能的一条途径。利用微量合金元素V、Nb和Ti对低合金钢进行微合金化处理可达到细化晶粒的目的。晶粒细化可提高钢的强度，改善钢的塑性、韧性，并得到更低的韧脆转变温度（FATT）。
热加工过程中应变诱导析出的V、Nb和Ti的碳化物和氮化物粒子优先沉淀在奥氏体晶界、亚晶界、变形带和位错线上，从而能有效阻止晶界、亚晶界和位错的运动，既可阻止晶粒长大，又可促进相变形核。V在钢中可与C形成稳定的微细碳化物V4C3。在高压气瓶常用铬钼钢34CrMo4中添加0.05%～0.08%的V，可以提高材料的抗拉强度和冲击韧性，并使材料的塑性得到改善。但是，由于V的价格昂贵，高强钢中w（V）不宜超过0.2%。Nb在调质钢中既可以引起固溶强化，又能应变析出，起到沉淀强化和细晶强化的作用。在800MPa级超细晶粒钢中，TiN粒子是阻止奥氏体晶粒粗化最有效的析出粒子。典型螺栓钢42CrMo通过V、Ti、Nb的复合加入，可在较宽的温度区间阻碍奥氏体晶粒长大。另外，均匀弥散分布在晶格内的V、Nb和Ti的微细碳化物可以显著降低钢的氢脆敏感性。
4 结语
对于高压锅炉管的分层缺陷问题是会对高压锅炉管的承受载荷能力带来严重影响的重要部分，针对其进行有效地鉴定，是对分层缺陷问题进行有效解决和改善的重要过程，通过在高压锅炉管分层缺陷鉴定中运用相控阵超声检测技术，不仅能够提升整体鉴定的效率以及准确性，也能为整体工作效率的提升奠定坚实基础，对各项工作有效开展也有一定意义和帮助。
参考文献：
[1]李强.适应“新常态”开创新局面努力提高我国钢管工业的发展质量和效益[J].钢管，2015，44（2）：1-5
[2]朱学强.迈入新时代迎接新挑战持续推进供给侧结构性改革促进我国钢管行业高质量发展[J].钢管，2018，47（3）：1-6.
关键词：高压锅炉管;发展分析;应用问题;应用对策
1 近年钢管发展态势
1.1 不锈钢管
不锈钢管普及和替代碳钢管的市场条件已经成熟，随着铬镍等原材料价格走低，现在不锈钢管的价格只有历史最高价的30%左右，不锈钢管可替代普通碳钢管40%的份额;2018年我国不锈钢管产量约280万t，其中包括80万t不锈钢高压锅炉管，200万t不锈钢焊接钢管。近年来，国际上一些重大工程项目常采用我国不锈钢管材，包括国际科研合作项目“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”、上海赛科90万t/年乙烯裂解联合装置、扬巴一体化工程（60万t/年乙烯）、美国陶氏化学工程、康菲石油工程。2017年久立特材连续中标阿曼0.8万t，法国1.7万t和英国2万t不锈钢管供应项目。我国目前已经有能力参加国际项目的竞争，也得到国际认可，完成上述项目的企业的生产水平实际上已经达到世界领先水平。
1.2 焊接钢管
2017年我国焊接钢管产量约5300万t;焊接钢管产能主要集中在华北地区，其中天津市和河北省的总产量约占全国总产量的一半[1]。以热镀锌钢管为例，国内有近200条热镀锌管生产线，用于加工成镀锌管的Φ219mm以下规格焊接钢管管坯占焊接钢管总产量的40%左右，我国热镀锌管年需求量在800～1000万t。2017年以来，中俄东线天然气管道工程、新-粤-浙天然气管道南段工程、鄂安沧管道工程、中缅管线改线工程、西三线闽粤支干线项目5条油气管线工程项目成为我国焊接钢管行业的“稳压器”
1.3 高压锅炉管
2017年我国高压锅炉管产量排名前十位企业，其產量之和约占我国高压锅炉管总产量的40%。近年山东、江苏、河南三省的资本大量进入高压锅炉管行业，导致我国高压锅炉管产能剧增，2018年这三省高压锅炉管合计产量占全国高压锅炉管总产量超过62%[3]。
2 高压锅炉管应用问题
对于高压锅炉管中存在的分层缺陷，其主要就是在平行在金属表面上的内部层存在分离表现。而从实际角度进行分析，主要就是钢管壁厚有异常的物质夹杂在其中，而如果在高压锅炉管中存在分层缺陷，那么其带来的危害就包括以下几点内容：首先，其会使得分层位置的高压锅炉管的承受载荷厚度变的比较薄，这样会对材料的塑性以及韧性带来影响，甚至会对其疲劳性能以及耐腐蚀的性能带来严重影响，不利于其在实际工作中发挥自身的优势。
其次，其分层缺陷边缘会呈现尖锐的状态，这样就将会引发应力集中的现象。而且对于应力的作用是较为敏感的，尤其是在交变载荷的作用之下，比较容易出现应力疲劳裂纹的现象，对高压锅炉管的正常使用都会带来较大影响。再次，对于在含有湿硫化氧地液化石油气以及高温、高压的临氧介质等工况之下，对于最靠近在内表面地分层缺陷很容易会引发鼓包或是裂纹等危险和缺陷问题，对于实际工作的开展会带来一定影响。最后，如果分层的缺陷是在高压锅炉管的两端坡口位置，加之焊接工作未能对坡口的质量进行有效地控制与管理，那么将会对焊接的接头质量带来一定影响，不利于后期工作有效开展[1-2]。
3 高压锅炉管缺陷应用策略分析
3.1 运用相控阵超声检测技术开展工作
相控阵超声检测属于一种将常规超声技术和计算机技术进行有效融合后的新型无损的检测技术形式。这一核心技术主要就是运用计算机来对相控阵超声的探头进行控制，通过将其具有的多个相互的且独立地压电晶片进行运作，让其可以根据一定地延迟时间来激发与接收相应的超声波，由此能够更好地达到转变聚焦特性以及声束偏转和声束位移等相控的效果，整体工作的效果相对较好。和常规的超声技术进行对比，其主要特点就在于相控阵超声波的扫查覆盖的范围非常的大，检测的速度比较快，而且工作效率相对较高;在检测中其结果较为直观化，能够实时的展示出相应的内容，而且其结果是能够进行存储的;在聚焦区域的声场强度是与常规的超声要高的;对于缺陷的定位与定量有较小的误差，而且检测的灵敏度是相对较高的，在高压锅炉管的分层缺陷鉴定中是最为有效的方法。
3.2 开发新材料
开发具有优良综合机械性能、抗SSC和氢脆性能的材料是实施大容积气瓶轻量化的关键和基础。（30CrMoE）4130X是制造大容积气瓶常用的铬钼钢。在4130X的基础上，通过化学成分优化，添加微量合金元素V、Nb和Ti进行微合金化，是提高大容积气瓶综合性能的一条途径。利用微量合金元素V、Nb和Ti对低合金钢进行微合金化处理可达到细化晶粒的目的。晶粒细化可提高钢的强度，改善钢的塑性、韧性，并得到更低的韧脆转变温度（FATT）。
热加工过程中应变诱导析出的V、Nb和Ti的碳化物和氮化物粒子优先沉淀在奥氏体晶界、亚晶界、变形带和位错线上，从而能有效阻止晶界、亚晶界和位错的运动，既可阻止晶粒长大，又可促进相变形核。V在钢中可与C形成稳定的微细碳化物V4C3。在高压气瓶常用铬钼钢34CrMo4中添加0.05%～0.08%的V，可以提高材料的抗拉强度和冲击韧性，并使材料的塑性得到改善。但是，由于V的价格昂贵，高强钢中w（V）不宜超过0.2%。Nb在调质钢中既可以引起固溶强化，又能应变析出，起到沉淀强化和细晶强化的作用。在800MPa级超细晶粒钢中，TiN粒子是阻止奥氏体晶粒粗化最有效的析出粒子。典型螺栓钢42CrMo通过V、Ti、Nb的复合加入，可在较宽的温度区间阻碍奥氏体晶粒长大。另外，均匀弥散分布在晶格内的V、Nb和Ti的微细碳化物可以显著降低钢的氢脆敏感性。
4 结语
对于高压锅炉管的分层缺陷问题是会对高压锅炉管的承受载荷能力带来严重影响的重要部分，针对其进行有效地鉴定，是对分层缺陷问题进行有效解决和改善的重要过程，通过在高压锅炉管分层缺陷鉴定中运用相控阵超声检测技术，不仅能够提升整体鉴定的效率以及准确性，也能为整体工作效率的提升奠定坚实基础，对各项工作有效开展也有一定意义和帮助。
参考文献：
[1]李强.适应“新常态”开创新局面努力提高我国钢管工业的发展质量和效益[J].钢管，2015，44（2）：1-5
[2]朱学强.迈入新时代迎接新挑战持续推进供给侧结构性改革促进我国钢管行业高质量发展[J].钢管，2018，47（3）：1-6.