Сводка
Кратко излагается текущее состояние развития трубной промышленности нержавеющей стали, включая выпуск и дистрибуцию труб из нержавеющей стали, а также инновации и развитие предприятий.
В данной статье основное внимание уделяется статусу применения труб из нержавеющей стали в области водопроводных труб, включая статус производства, глобальное применение и популяризацию, применение ферритной нержавеющей стали в выборе материала водопроводных труб и текущие проблемы в водопроводной промышленности нержавеющей стали.
Ключевые слова: труба из нержавеющей стали, водопровод, ферритная нержавеющая сталь, выбор материала.
Процесс производства бесшовных стальных труб из нержавеющей стали завершается прокалыванием, холодной обработкой, термообработкой, травлением и инспекцией.
Перфорированная заготовка является первым процессом деформации в процессе производства бесшовных стальных труб.
Существует множество способов производства отработанных труб: двухвалковый или трехвалковый поперечно-прокатный пирсинг, гидравлическая штамповка, толкающе-прокатный пирсинг, экструзионная машина экструзии.
В настоящее время в основном используются методы поперечной двухвалковой перфорации и экструзии экструдера. Холодная обработка включает в себя холодную прокатку, холодную вытяжку, холодную экструзию и прядение и т. Д. Процесс холодной обработки обычно принимает комбинацию прокатки и волочения. В настоящее время большая часть бытовой термообработки использует роликовую подовую печь и коробчатую печь, а TISCO использует печь для обработки водородных защитных растворов.
Существуют непрерывные производственные линии (ERW) и прерывистые производственные линии (UOE, JCOE) для сварных труб из нержавеющей стали.
Установка ERW должна разделить стальную катушку на ширину стальной трубы с помощью продольной машины, а затем пройти W-формовку, сварку, сварочное шлифование, калибровку, сварную прокатку, водородную защитную индукционную нагревую обработку и распиловку, дефектоскопию и гидравлическое испытание (подводное давление воздуха), травление завершается в автономном режиме.
Сварка включает в себя водородную дуговую сварку, плазменную сварку и плазменную плюс аргоновую дуговую сварку. Сварочные орудия включают одинарную пушку, двойную пушку и три пушки. Как правило, лазерная сварка или сварка под флюсом не рекомендуется. Неправильно использовать высокочастотную сварку для промышленных сварных труб из нержавеющей стали. практика.
UOE или JCOE заключается в том, чтобы разрезать стальную пластину в соответствии с расширенным размером стальной трубы, а затем сначала дугой два края через пресс в соответствии с диаметром трубы R, затем U-образную форму прессом и O-образную сварку с помощью шарнирной машины, после O-образной формы, расширение трубы, процесс производства сварных труб, включая термообработку, формовка, выпрямление, осмотр и складирование.
Инженерной практикой в стране и за рубежом доказано, что это лучшая комплексная производительность, защита окружающей среды и энергосбережение трубы среди труб водоснабжения. Тонкостенные трубы из нержавеющей стали являются будущей тенденцией использования и развития труб. Сейчас можно прогнозировать, что строительство водопроводных труб со временем вернется в эпоху металлических труб.
Применение труб из нержавеющей стали началось с системы прямого питьевого водоснабжения и впервые было использовано в звездных отелях и элитных резиденциях.
В последние годы область применения постоянно расширяется, например:
С 1950-х по 1970-е годы основными материалами водопроводных труб в Японии были пластиковые и стально-пластиковые композитные трубы, которые вызывали серьезную утечку воды, причем скорость утечки достигала от 40% до 45% в одно время, и проблема загрязнения воды была очевидной.
Токийское бюро водоснабжения потратило 10 лет на исследования и испытания и обнаружило, что 60,2% утечки воды было вызвано недостаточной прочностью материала водопровода и воздействием внешних сил.
Японская водная ассоциация предложила усовершенствовать материалы и методы подключения водопроводных труб. В 1980 году Япония разработала ряд стандартов для промышленных труб из нержавеющей стали и их соединений. В 1999 году Токийское бюро водоснабжения приняло 316 сильфонов из нержавеющей стали в качестве стандартного материала, а нержавеющая сталь, используемая в качестве труб водоснабжения для водопроводной воды и водопроводных труб в зданиях, вошла в путь стандартизации.
Согласно статистике Токийского департамента водоснабжения, уровень проникновения на рынок нержавеющей стали вырос с 11% в 1982 году до более чем 90% в 2000 году. В настоящее время уровень проникновения водопроводных труб из нержавеющей стали в Токио, Япония, составляет почти 100%, а все жилые районы оборудованы трубами из нержавеющей стали.
С 1993 по 2005 год уровень проникновения на рынок водопроводных труб из нержавеющей стали в Сеуле, Южная Корея, увеличился с 32% до почти 90%.
Дополнительные материалы для водопроводных труб из нержавеющей стали включают 304, 304L, 316, 316L, 445J2 и т. Д. При выборе материалов в основном учитывают концентрацию ионов хлорида в воде. Выбор материала на основе концентрации коррозионной стойкости ионов хлорида приведен в таблице 3. При выборе материалов для водопроводных труб обычно выбирают материалы, устойчивые к коррозии при более высоких концентрациях ионов хлорида. Для соленых приливных труб следует выбирать материалы с устойчивостью к концентрации хлорид-ионов выше 600×10-6.
В 2020 году около 70 бытовых компаний водоснабжения используют или планируют начать использовать водопроводные трубы из нержавеющей стали в ближайшем будущем, а сумма покупки, как ожидается, составит 1,3 млрд юаней. Расход водопроводных труб из нержавеющей стали в 2020 году составляет около 250 000 тонн.
Ферритная нержавеющая сталь превосходит аустенитную нержавеющую сталь по устойчивости к точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Разница между ферритной нержавеющей сталью и аустенитной нержавеющей сталью заключается только в производительности и использовании. Системы водоснабжения и дренажа больше подходят для ферритных труб из нержавеющей стали. Ферритная нержавеющая сталь в основном имеет следующие характеристики:
В соответствии с эксплуатационными характеристиками феррита, марки ферритной нержавеющей стали, рекомендуемые для использования в трубах водоснабжения домашнего обустройства, в основном включают: 00Cr18Mo2Ti, 00Cr22Mo1Nb (Ti), 00Cr22Mo2Ti (Nb), 019Cr24Mo 2NbTi, теперь основное внимание уделяется химическому составу, механическим свойствам, стойкости Коррозионные характеристики, сварочной среде и т. Д. Вводят производительность различных типов стали, что удобно для сравнения с аустенитной нержавеющей сталью, такой как 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr17Ni12-Mo2) сталь и т.д. Разумнее выбрать ферритную нержавеющую сталь.
химический состав
Химический состав стали высокой чистоты 00Cr18Mo2Ti показан на рисунке ниже.
Механические свойства
Механические свойства стали высокой чистоты 00Cr18Mo2Ti при комнатной температуре показаны на рисунке ниже.
Устойчивость к питтингу
Коррозионная стойкость 00Cr18Mo2Ti, как правило, эквивалентна коррозионной стойкости 0Cr17Ni12Mo2. Испытание на точечную коррозию проводят в 5% растворе FeCl3 +0,05 моль/л HCl. Связь между скоростью коррозии и температурой раствора показана на рисунке ниже, а ее потенциал точечной коррозии эквивалентен потенциалу 0Cr17Ni12Mo2.
Коррозионная стойкость к стрессам
Коррозионная стойкость 00Cr18Mo2Ti лучше, чем у нержавеющей стали 0Cr17Ni12Mo2. Коррозионная стойкость 00Cr18-Mo2Ti при кипячении 42% раствора MgCl2 приведена в таблице ниже.
Производительность сварки
00Cr18Mo2Ti может быть сварен обычным методом сварки нержавеющей стали. Коррозионная стойкость сварного состояния эквивалентна коррозионной стойкости основного металла, и она подходит для бытовых водопроводных труб.
00Cr22Mo1Nb (Ti) представляет собой ферритную нержавеющую сталь с содержанием Cr не менее 21% и содержанием Mo около 1%. Его коррозионная стойкость находится между сталями 0Cr18Ni9 и 0Cr17Ni12Mo2; Недорогой материал для замены нержавеющей стали 316L (00Cr17Ni 14Mo2) в водном растворе.
химический состав
Химический состав стали 00Cr22Mo1Nb (Ti) приведен в таблице ниже.
Механические свойства
Механические свойства отожженного стального листа 00Cr22Mo1Nb (Ti) при комнатной температуре (850 °C в течение 5 мин, воздушное охлаждение) приведены в таблице 8. Прочность и пластичность стали высоки, удлинение выше 40%, а анизотропия не очевидна. Кроме того, он также обладает хорошей ударной вязкостью при комнатной температуре, хорошей холодной формуемостью и отсутствием явной анизотропии.
Коррозионная стойкость
Электрохимические образцы были взяты из горячекатаного стального листа толщиной 4 мм, который охлаждался воздухом при 870 °C в течение 10 минут, и измерялся потенциал точечной коррозии. Питтинговый потенциал ферритной нержавеющей стали Cr22Ti с различным содержанием молибдена в 3,5% растворе NaCl показан на рисунке ниже Показать.
В 10% растворе FeCl3·6H2O на рисунке ниже показана коррозионная стойкость (скорость коррозии) 00Cr22Mo1Nb(Ti), 00Cr22Mo1.5Ti, 00Cr22Mo2.5Ti и 00Cr17Ni12Mo2. Испытание на коррозионное растрескивание под напряжением проводили при кипячении CaCl2 и кипячении 26% растворов NaCl с использованием образцов типа O диаметром 2 мм×10 мм×120 мм (нагревали при 870 °C в течение 10 мин, воздушное охлаждение). Результаты показали, что 00Cr22Mo1Nb (Ti) обладает отличной устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением стали 00Cr22Mo1Ti, 00Cr22Mo2Ti, 0Cr17Ni12Mo2 в растворе хлорида показана на рисунке ниже.
Производительность сварки
00Cr22Mo1Nb (Ti) холоднокатаный отожженный стальной лист имеет хорошие сварочные характеристики и может быть сварен обычным методом сварки нержавеющей стали. Его не нужно предварительно нагревать перед сваркой. Механические свойства после сварки приведены в таблице 10. Удлинение не ниже, чем у основного металла. Другие свойства такие же, как Родительский материал аналогичен. Сталь 00Cr22Mo1Nb (Ti) подходит для бытовых водопроводных труб.
00Cr22Mo2Ti (Nb) - это марка стали с лучшей коррозионной стойкостью к точечной коррозии и коррозионной стойкостью, чем 0Cr17Ni12Mo2, и ее отожженное состояние почти невосприимчиво к коррозии под напряжением в водном растворе хлорида.
химический состав
00Cr22Mo2Ti (Nb) может быть одинарным стабилизированным Nb и Ti или дважды стабилизированным Nb+Ti. Сталь имеет лучшую ударную вязкость, когда она стабилизируется Nb, а ударная вязкость стали является худшей, когда она стабилизируется Ti. Ударная вязкость стали находится в середине во время двойной стабилизации Nb + Ti, а Ti влияет на ударную вязкость после сварки. Поэтому меры двойной стабилизации Nb+Ti обычно используются для обеспечения ударной вязкости стали и предотвращения значительного снижения ударной вязкости после сварки.
Механические свойства
Холоднокатаный отожженный лист 00Cr22Mo2Ti (Nb) обладает отличными свойствами холодного формования.
Коррозионная стойкость
Коррозионная стойкость стали 00Cr22Mo2Ti (Nb) намного лучше, чем у стали 0Cr18Ni9 и значительно лучше, чем у стали 0Cr17Ni12Mo2 в ускоренном испытании распыления (распыление в морскую воду при комнатной температуре → сухой при 60 °C в течение 30 мин → влажной при 50 °C, 100% относительной влажности в течение 30 минут), как показано ниже.
Эти данные показывают, что производительность стали 00Cr22Mo2Ti (Nb) значительно лучше, чем у стали 0Cr17Ni12Mo2, а ее коррозионная стойкость к щелям также лучше, чем у стали 00Cr17Ni14Mo2. .
Производительность сварки
Механические свойства сварных соединений TIG (сварка вольфрамовым инертным газом, неметаллическая дуговая сварка инертным газом) близки к свойствам основного металла (таблица 12). Сталь 00Cr22Mo2Ti (Nb) особенно подходит для водопроводных труб для благоустройства дома, а когда содержание Cr выше 22%, а содержание Mo не менее 2%, ее также можно использовать для труб теплого пола.
Сталь 019Cr24Mo2NbTi представляет собой сверхнизкую углеродистую, богатую азотом молибденсодержащую ферритную нержавеющую сталь, стабилизированную Ti. Обладает отличной устойчивостью к точечной коррозии и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах; обладает хорошей прочностью, ударной вязкостью и свариваемостью; хорошая износостойкость, потери производительности износостойкого железа составляют 1/3 титана, 1/22 латуни.
Сталь 019Cr24Mo2NbTi является недавно разработанным типом стали в моей стране, и она в основном используется в городских водных средах с содержанием хлорид-ионов ниже 5 000 мг / л.
019Cr24Mo2NbTi тонкостенная нержавеющая сталь прямая сварная стальная сварная стальная труба может заменить медную бесшовную трубу B10 и 00Cr17Ni14Mo2, 00Cr19Ni13Mo3 (317L) аустенитную трубу из нержавеющей стали в среде с высоким содержанием ионов хлорида.
химический состав
Требования к химическому составу стали 019Cr24Mo2NbTi показаны на рисунке ниже.
Механические свойства
Механические свойства стали 019Cr24Mo2NbTi приведены в таблице ниже.
Коррозионная стойкость
Результаты измерений потенциала коррозионной стойкости стали 019Cr24Mo2NbTi приведены в таблице 15. В стандартных условиях коррозионная стойкость стали 019Cr24Mo2NbTi намного выше, чем у 00Cr17Ni14Mo2 и 00Cr19Ni13Mo3, и нет существенной разницы со сталью 2205. Чем выше коррозионный потенциал точечной коррозии, тем лучше коррозионная стойкость к точечной коррозии.
Производительность сварки
019Cr24Mo2NbTi холоднокатаный отожженный лист обладает хорошей свариваемостью. Он использует обычную сварку TIG для сварки нержавеющей стали. Нет необходимости в предварительном нагреве перед сваркой и отсутствии термической обработки после сварки.
Тюбиковый стиль
Водопроводные трубы из нержавеющей стали на современном рынке делятся на бесшовные трубы из нержавеющей стали и сварные трубы из нержавеющей стали. Рыночная цена бесшовной трубы из нержавеющей стали выше, чем у сварной трубы, и преимущество ее использования более очевидно. Бесшовные трубы из нержавеющей стали и сварные трубы из нержавеющей стали сравниваются в таблице ниже.
Стиль облегания
В настоящее время водопроводные трубы из нержавеющей стали, представленные на рынке, в основном соединены двойными зажимными фитингами. Кроме того, существуют также некоторые самостоятельно разработанные формы соединения с надежными соединениями, такие как выпуклые фитинги.
Применение и продвижение труб из нержавеющей стали и обеспечение качества неотделимы от стандартизации, но, судя по существующим стандартам в водопроводной промышленности из нержавеющей стали, отсутствуют специальные стандарты труб из нержавеющей стали для водоснабжения и дренажа. Из-за отсутствия стандартов на продукцию для этого ассортимента проблема заключается в том, что продукция производителей труб из нержавеющей стали имеет плохую взаимозаменяемость.
Это в определенной степени повлияло на применение водопроводных труб из нержавеющей стали и стало «узким местом» в разработке и применении водопроводных труб из нержавеющей стали. Необходимо срочно сформулировать национальные стандарты, охватывающие основной режим соединения изделий для транспортировки водной среды, но это связано с производством пресс-форм различных предприятий, и есть определенное сопротивление. И тот, кто возьмет на себя инициативу в формулировании стандарта, неизбежно затронет интересы всех сторон.
Прежде всего, это проявляется в диверсификации методов связи. Благодаря характеристикам материала труб из нержавеющей стали, способы соединения разнообразны.
Во-вторых, некоторые производители водопроводных труб из нержавеющей стали проредили стенки водопроводных труб из нержавеющей стали, чтобы снизить затраты. Это еще больше усугубляет диверсификацию методов подключения водопроводных труб из нержавеющей стали.
В-третьих, проблема фитингов водопроводных труб из нержавеющей стали. Коррозия под напряжением возникает, когда болты из нержавеющей стали и гайки из нержавеющей стали затягиваются, в результате чего болты и гайки разъедаются вместе и не могут быть разобраны. Таким образом, возникли два решения:
Использование тонкостенных труб из нержавеющей стали в конечном заказчике является систематическим проектом, который требует поддержки прессовочных инструментов и процедур установки системы для обеспечения качества установки.
Тем не менее, существующие профессиональные установщики на рынке немного скудны по сравнению с рыночным спросом.
Хотя существует много производителей водопроводных труб из нержавеющей стали, качество продукции неравномерно, и большинство из них являются небольшими предприятиями с низким уровнем контроля качества, срезанием углов в производстве и сокращением ключевых процессов, таких как неразрушающий контроль и термообработка.
Эти проблемы вызвали коррозию и утечку продукта во время использования, что сказалось на репутации тонкостенных труб из нержавеющей стали на рынке. Это отсутствие систематической и зрелой сертификации продукции.
После почти 20 лет разведки и разработки китайская водопроводная промышленность из нержавеющей стали уже обладает способностью обслуживать производственные технологии, чтобы адаптироваться к быстрому росту рыночного спроса. В настоящее время основные производственные предприятия страны сосредоточены в Чжэцзяне, Цзянсу, Гуандуне, Сычуани, Шаньдуне и других местах.
Все предприятия в основном имеют производственные мощности трубной арматуры. Из-за большого количества типов, спецификаций и серий трубной арматуры, больших инвестиций в производственное оборудование и большого количества рабочих, многие предприятия не могут завершить полное независимое согласование трубных материалов, и между предприятиями существуют взаимные закупки и согласование; Кроме того, некоторые производственные предприятия напрямую не выходят на терминальный рынок, а полностью полагаются на каландрирование переработки и производственные издержки сырьевых плит для осуществления OEM-производства для других предприятий.
Согласно статистике Филиала водоснабжения и дренажного оборудования Китайской ассоциации строительных металлоконструкций, спрос на сырье в водопроводной промышленности Китая составит около 200 000 тонн в 2020 году, и он будет расти со скоростью около 10% каждый год. У отрасли светлое будущее. В последние годы промышленность нержавеющей стали в Китае быстро развивалась. Количество производителей тонкостенных труб из нержавеющей стали увеличилось с более чем 100 в 2018 году до почти 250 в 2020 году. Новые участники имеют следующие ситуации:
В ранний маркетинговый период из-за небольшого количества компаний-участников, хотя рыночный спрос невелик, маржа операционной прибыли высока.
С горячим рынком в последние два года ведущие предприятия получили достаточные заказы в силу своей производительности, влияния бренда, каналов и других преимуществ, и могут поддерживать полноценное производство и работу. Однако маржа прибыли значительно снизилась, новые участники сталкиваются с недостаточными заказами, а операционный показатель невысок. Совокупная загрузка производственных мощностей всей отрасли составляет около 50%.
Благодаря исследованиям закупочной цены на трубы из нержавеющей стали в компаниях водоснабжения, подсчитано, что валовая рентабельность нержавеющих труб производственных предприятий составляет около 24%, валовая прибыль трубопроводной арматуры из нержавеющей стали составляет около 60%, а маржа валовой прибыли всего продукта составляет около 30%.
Среди сырьевых стальных поясных источников производственных предприятий предприятия по переработке и распределению стали 40%, прямые закупки и самообработка составляют 10%, а на переработку и распределение каландрирования приходится 50%.
Доля рынка новых участников труб из нержавеющей стали низкая, а давление конкуренции высокое. В то же время возникают следующие проблемы:
Проектирование целевых материалов для использования окружающей среды является неизбежной тенденцией в развитии труб из нержавеющей стали. Например:
Это неизбежное требование для разработки труб из нержавеющей стали для разработки новых материалов в ответ на различные среды для удовлетворения потребностей различных отраслей промышленности.
В основном для удовлетворения следующих экологических потребностей:
Будущим направлением развития труб из нержавеющей стали в моей стране является разработка типов стали из источника для удовлетворения требований к производительности и высокой чистоте труб из нержавеющей стали в различных средах.
Инновационные технологии, энергосбережение и сокращение выбросов для достижения зеленых предприятий и зеленых продуктов являются основной темой развития труб из нержавеющей стали.
Процессные инновации относятся к производству и коммерциализации существующих или исследованных и разработанных новых технологий, а реализация основных инноваций приведет к систематическим изменениям в экономике отрасли.
«Цифровая интеллектуальная фабрика», «платформа обслуживания анализа процессов», «интеллектуальное управление безопасностью» и «автоматизированное проектирование процессов» — все это инновационные платформы управления.
Благодаря интеллектуальному управлению, управлению производственными затратами предприятия, физическим качеством продукции, уровнем заработной платы персонала и безопасностью производства выйдут на более высокий уровень. Это способствовало тому, чтобы отечественные предприятия по производству нержавеющих труб постепенно переходили к интеллектуальной эре беспилотных химических заводов и интеллектуального контроля качества, интеллектуального управления процессами, отсутствия жертв и плановой доставки товаров.
Национальная и местная политика в области охраны окружающей среды становится все более строгой, и нулевой сброс сточных вод, твердых отходов и посторонних веществ и отходов NO2, образующихся в процессе травления труб из нержавеющей стали, является неизбежной тенденцией в будущем развитии.
Развитие таких технологий, как микрофильтрация, технология формирования электродиализной пленки и предельная кристаллизация, обеспечили техническую осуществимость обработки поверхности труб из нержавеющей стали для достижения нулевых выбросов.
При этом применение технологии нулевых выбросов является не только средством обеспечения охраны окружающей среды и достижения социальных выгод при производстве труб из нержавеющей стали, но и переработка и повторное использование отходов жидкости, сточных вод и шлама имеет реальные экономические выгоды.
Расширенная цепочка переработки продукции предприятия должна продвигаться вперед и отступать со стороны спроса.
Например, когда компания производит 445J2 ферритовые крупномасштабные редукционные трубы, она начинает с расширенной обработки и предоставляет услуги по поддержке труб для кондиционеров, так что продажи этого продукта значительно увеличиваются с продажами кондиционеров. Это одно из будущих направлений развития.
Как популярная область применения в последние годы, водопроводные трубы из нержавеющей стали быстро развивались и постепенно играют важную роль в улучшении здорового использования воды жителями.
Считается, что трубная промышленность нержавеющей стали будет и дальше развиваться в направлении специализации и индустриализации в условиях непрерывных инноваций, зеленого развития и инновационного управления в будущем.