在现代工业的庞大体系中,无缝管犹如一颗璀璨的明星,虽看似平凡,却在众多关键领域发挥着不可替代的作用。无缝管,英文名为 SEAMLESS STEEL TUBE,从其名称便可知晓,它是一种表面没有焊缝的扎制钢管。其诞生与发展历程,充满了创新与突破,见证着人类工业技术的不断进步。
无缝管的生产历史可追溯到 19 世纪。1836 年,一位名叫 Hanson 的人按照英国专利采用挤压法尝试生产无缝管,尽管这次尝试未获成功,但却是有记载以来人类为生产无缝管所迈出的第一步。此后,相关的探索与创新从未停歇。1851 年 Redmond 获得了冲压法生产无缝管的专利,1885 年纽约州的 W.H.Brown 采用平板冲压再加冷拔的方法来生产无缝管并申请专利。而真正具有里程碑意义的是 1886 年 8 月,曼内斯曼兄弟成功穿轧第一根无缝管,这一突破性的成果为无缝管的工业化生产奠定了坚实基础。在 19 世纪和 20 世纪之交,德国成为了无缝管生产技术的中心,随后在 20 世纪上半叶,这一中心逐渐转移到美国。1932 年,Diescher 发明了扎管机,1949 - 1950 年 Lorain 和 Gary 现代化连轧管机组的建成投产,更是开启了世界各国广泛应用各项轧管技术的新篇章,极大地推动了无缝钢管工艺技术的全面发展。
中国的无缝管产业发展同样成绩斐然。新中国成立后第一年,即 1950 年,中国第一个无缝钢管厂 “鞍山无缝钢管厂” 便开始筹建。经过多年的努力与发展,到 2004 年,中国已一跃成为世界第一大无缝钢管生产国,并连续 19 年保持产量位居世界首位。在这 70 多年间,中国无缝钢管行业实现了从无到有、从弱到强的跨越式发展,年产量从最初的近乎为零增长到如今的 3000 万吨,无缝钢管出口量也达到了 490 万吨。然而,在快速发展的过程中,也面临着一些挑战,如低端产品产能过剩、行业集中度低等问题,这些问题在一定程度上影响了产业的健康可持续发展。
无缝管的规格以管外径(毫米)乘以壁厚(毫米)来表示,其种类丰富多样。从用途划分,有锅炉用高压无缝管,常采用 15CrMo、12CrMoV 等材料轧制而成,用于承受高温高压环境;锅炉用无缝管;化肥用高压无缝管,一般使用 20、15MnV 等钢材制造;合金结构钢无缝管;不锈耐酸钢无缝管等。按外形,无缝管分为圆形管和异形管,异形管的形状更是多种多样,除了常见的方形管和矩形管外,还有椭圆管、半圆管、三角形管、六角形管、凸字形管、梅花形管等。依据材质不同,又可分为普通碳素结构管、低合金结构管、优质碳素结构管、合金结构管、不锈管等。
无缝管的制造工艺主要有热挤法、冷压法、斜扎穿孔、冷扎制、施压、冷拉拔等。常见的工艺流程有自动扎管和连轧管两种。热轧(挤压无缝钢管)的工艺流程为:圆管坏先进行加热,然后穿孔,接着通过三辊斜轧、连轧或挤压,之后脱管,再进行定径(或减径),冷却后矫直,进行水压实验(或探伤),最后标记并入库。冷拔(轧)无缝钢管的流程则是:圆管坏加热、穿孔后打头,接着退火、酸洗、涂油(镀铜),经过多道次冷拔(冷轧),得到坏管,再进行热处理、矫直、水压试验(探伤),标记后入库。无缝管传统热处理工艺采用离线热处理工艺,包括退火、正火和淬火 + 回火等,其中淬火 + 回火应用最为广泛。淬火方式主要有放入水槽中的浸入式冷却(槽内淬火)和脱离水槽直接喷淋式冷却(槽外淬火)两种。
无缝管凭借其优良的性能,在众多领域得到了广泛应用。在石油和天然气工业中,它用于油井套管、输油输气管道以及炼化设备等,这些应用场景对钢管的强度、耐高压和耐腐蚀性能要求极高,无缝管能够完美胜任。在化工行业,无缝管用于输送各种腐蚀性介质,如酸、碱等,此时通常采用不锈钢或合金钢无缝钢管,以确保在恶劣化学环境下的安全稳定运行。电力行业中,高压锅炉的过热器、集箱等关键部件常使用无缝管制造,因为它需要具备耐高温、耐高压的特性。在机械制造领域,无缝管可用于制造液压缸、轴承套筒等精密部件,这要求钢管具有高精度的尺寸和光洁的表面。在汽车工业中,无缝管用于制造传动轴、排气系统等部件,为汽车的正常运行提供可靠保障。在建筑行业,无缝管可用于钢结构支撑、桥梁建设等,为建筑物和桥梁的稳固提供坚实支撑。
总之,无缝管从诞生之初到如今,在工业生产和人们的生活中扮演着至关重要的角色。随着技术的不断进步和创新,相信无缝管将在更多领域发挥更大的作用,为推动人类社会的发展贡献更大的力量。