2000年前后,隨著工程機械企業對材料要求的提高,鋼管生產廠家除了新建一批先進的軋管機組外,還逐步加大了熱處理線的投入,以實現材料多狀態的交付,改變了以前只有正火、退火、回火的狀態,這對高強度鋼管的研發也起到了很大的作用。目前具備鋼管調質能力的企業有:天津鋼管、寶鋼、衡陽鋼管、湖北新冶鋼、新興鑄管、鞍鋼等。其中天津鋼管擁有十條熱處理線,寶鋼、衡陽鋼管也都有多條熱處理線,規格范圍覆蓋外徑Φ48~720mm;湖北新冶鋼先后建設了四條熱處理線,規格可覆蓋外徑Φ51~533mm,是熱處理比較好的企業之一。這些生產線的建設,為我國開發更高強度級別的如Q500、Q550、Q620、Q690、Q770、Q890等低合金高強度鋼創造了條件。2018年新修訂的《結構用無縫鋼管》(GB/T 8162-2018)將上述大部分牌號納入標準,從而與國外先進標準EN10210-1、EN10297-1更加接近。至此,高強度工程機械用鋼的牌號、化學成分、力學性能要求等,基本上與國際先進標準接軌。
一、起重機臂架用無縫鋼管
履帶式起重機廣泛應用于橋梁、發電設備、煉油設備、風力發電機組以及海上工作平臺等項目的施工,是工程機械中技術含量高、制造工藝復雜、具有獨特性能的起重作業機械設備。自2005年徐工集團率先研制成功我國第一臺300t級履帶式起重機開始,我國履帶式起重機的發展迅速向大噸位攀升。在2009年和2010年,徐工集團、中聯重科、三一重工和撫順挖掘機制造有限公司連續推出千噸級履帶式起重機。2011年5月,中聯重科和三一重工又相繼推出3000t級以上大型履帶式起重機。2013年7月,徐工4000t級履帶式起重機成功啟用,并將萬華煙臺工業園高度為118m、直徑為14.4m、重量為1680t的丙烯塔吊裝就位,開啟了中國吊裝行業的新征程。
作為履帶式起重機重要部件的組合臂架,是承載和輸送的關鍵部位,臂架一般是由長度11m左右的無縫鋼管作為主弦臂管與腹臂管焊接組合而成。對于400t以上大型履帶式起重機的臂架,主弦管所使用的鋼管外徑更大、壁厚更厚、強度更高,要求鋼管不僅具有更高的強度和韌性,同時由于履帶式起重機臂架全部由鋼管焊接而成,因此還要求鋼管具有良好的焊接性能。國內主要使用的770MPa和890MPa級高強鋼管,衡陽鋼管、天津鋼管、新冶鋼、寶鋼、鞍鋼的產品已完全替代進口。天津鋼管已成功供貨屈服強度960MPa級別臂架管。
二、旋挖機鉆桿用無縫鋼管
旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業的施工機械。旋挖鉆桿是用在旋挖鉆機與施工用鉆頭之間,傳遞扭矩、軸向壓力等載荷,沿共同軸心、逐節伸縮的管狀結構。旋挖鉆桿由三到六根無縫鋼管經機加工、焊接后套裝而成。其中,每根無縫鋼管構成一節鉆桿套筒,每節鋼管的長度通常約10m左右,直徑Φ159~630mm,壁厚8~45mm;每節鉆桿套筒的外圓按120度均布焊接厚度x寬度約為20mmx50mm的通長外鍵,每節鉆桿套筒下端內弧面上焊接了同樣厚度和寬度的內鍵(長約500~900mm)。為保證旋挖機正常工作,要求盡量縮小相鄰鉆桿套筒間的空隙,同時還要保證各節套筒能夠自由伸縮,這對套筒用無縫鋼管的尺寸偏差及形狀精度提出了特殊要求。旋挖鉆桿采用無縫鋼管加工制造,由于對鋼管質量要求嚴、技術含量高,過去主要依靠從國外進口,目前國內生產旋挖機鉆桿用無縫鋼管的企業有幾十家,國產品牌鋼管已完全取代進口鋼管。國內鋼管制造企業和旋挖鉆鉆桿生產企業積累了豐富的經驗,現已形成完善的鋼管制造技術標準和鋼管批量供貨能力,攀成鋼牽頭起草的《旋挖機鉆桿用無縫鋼管》(GB/T 34109--2017)國家標準已實施,衡陽鋼管和天津鋼管為北京三一智造科技有限公司開發的SY550和SY850旋挖鉆桿專用無縫鋼管,突破了目前旋挖鉆桿用無縫鋼管采購技術要求,將新材料應用在其第五代旋挖鉆桿上,將旋挖鉆桿的使用壽命由2000h提升到3000h以上,助推中國的旋挖鉆桿產品走在世界前列。