ASTM A519 SAE 1020 Ống liền mạch
Tháng hai 8, 2026
Phát triển và ứng dụng công nghệ ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số Guanzhong
Tôi đã từng là một kỹ sư hiện trường chuyên về Ống thép liền mạch sản xuất cho 18 năm, hầu hết thời gian đó tôi dành để làm việc tại các cơ sở sản xuất thép của Guanzhong—từ các xưởng cũ ở Baoji đến dây chuyền sản xuất thông minh ở Khu Phát triển Kinh tế và Công nghệ Tây An. Điều tôi sắp nói hôm nay không chỉ là một báo cáo kỹ thuật; đó là kết quả của vô số đêm khuya gỡ lỗi thiết bị, xử lý sự cố tại chỗ, và tối ưu hóa các quy trình cùng với nhóm của tôi. Công nghệ ống thép liền mạch mở rộng tần số Guanzhong, hay gọi tắt là Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong, không chỉ là sao chép công nghệ nước ngoài. Đó là sự kết hợp giữa di sản công nghiệp của Guanzhong, lợi thế tài nguyên địa phương, và kinh nghiệm thực tế của nhóm chúng tôi qua nhiều năm. Hãy để tôi chia nhỏ nó ra cho bạn – không có biệt ngữ phức tạp nào cả, chỉ là chi tiết kỹ thuật thực tế, trường hợp thực tế tại chỗ, và những xu hướng tôi đã tận mắt chứng kiến.
Đầu tiên, hãy nói thẳng một điều: tại sao lại là Quảng Trung? Tại sao công nghệ này lại bén rễ và phát triển mạnh ở đây, hơn là ở các khu vực sản xuất thép khác ở Trung Quốc? Tôi đã suy nghĩ về điều này rất nhiều, đặc biệt là khi tôi đang giúp một doanh nghiệp có trụ sở tại Sơn Đông nhân rộng quy trình của chúng tôi vài năm trước. Họ có cùng thiết bị, nguyên liệu giống nhau, nhưng những chiếc ống đã hoàn thiện không thể sánh được với chất lượng của chúng tôi. câu trả lời, Sau này tôi nhận ra, nằm trong môi trường địa lý và công nghiệp độc đáo của Guanzhong. Đồng bằng Quan Trung không chỉ là vùng sản xuất ngũ cốc lớn mà còn là trung tâm công nghiệp nặng, với nguồn tài nguyên than phong phú ở Tongchuan và Weinan, và quặng sắt chất lượng cao dồi dào được vận chuyển từ các tỉnh Sơn Tây và Cam Túc lân cận. Nguồn cung cấp nguyên liệu thô ổn định giúp giảm chi phí vận chuyển và đảm bảo chất lượng nguyên liệu ổn định—điều này rất quan trọng đối với công nghệ giãn nở nhiệt tần số, cực kỳ nhạy cảm với những biến động của nguyên liệu thô. Bên cạnh đó, Guanzhong có lịch sử lâu đời về gia công kim loại, bắt nguồn từ nghề đúc đồng thời nhà Tần. Di sản đó đã nuôi dưỡng một nhóm kỹ thuật viên lành nghề, tỉ mỉ và kiên nhẫn—những phẩm chất bạn không thể dạy trong lớp học nhưng lại cần thiết cho việc kiểm soát quy trình tại chỗ.
Một yếu tố khác là khí hậu của Guanzhong. Mùa đông ở đây lạnh nhưng khô, mùa hè nóng nhưng không quá ẩm. Điều này nghe có vẻ tầm thường, nhưng đối với quá trình giãn nở nhiệt, kiểm soát độ ẩm là một cơn ác mộng. Tôi nhớ một dự án ở Nam Trung Quốc cách đây vài năm – chúng tôi đã mất ba tháng để điều chỉnh quy trình chỉ vì độ ẩm cao khiến các ống phôi bị nóng không đều., dẫn đến hình trứng quá mức trong thành phẩm. Ở Quảng Trung, chúng tôi hiếm khi gặp vấn đề đó. Không khí khô đảm bảo truyền nhiệt ổn định trong quá trình gia nhiệt cảm ứng, giảm nhu cầu về thiết bị kiểm soát độ ẩm đắt tiền. Đó là một lợi thế nhỏ, nhưng những lợi thế nhỏ cộng lại sẽ giúp tiết kiệm chi phí lớn theo thời gian—đặc biệt là đối với các doanh nghiệp thép vừa và nhỏ trong khu vực.
1. Tổng quan về công nghệ ống thép liền mạch mở rộng tần số Guanzhong
Trước khi đi sâu vào chi tiết kỹ thuật, Hãy cùng làm rõ công nghệ ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số thực sự là gì. Chỉ cần đặt, đó là một quá trình sử dụng phôi thép liền mạch có đường kính nhỏ (còn gọi là ống mẹ) và làm nóng nó đến nhiệt độ cụ thể bằng cách sử dụng hệ thống sưởi cảm ứng tần số trung bình, sau đó mở rộng nó đến đường kính và độ dày thành mong muốn bằng thiết bị đẩy thủy lực và khuôn. Không giống như quy trình cán nóng hoặc kéo nguội truyền thống, giãn nở nhiệt tần số sử dụng hệ thống sưởi cục bộ và giãn nở có kiểm soát, điều đó có nghĩa là nó có thể sản xuất các ống liền mạch có đường kính lớn mà không cần đến các nhà máy cán quy mô lớn. Đó là yếu tố thay đổi cuộc chơi cho ngành thép của Guanzhong, vốn từ lâu đã bị thống trị bởi các doanh nghiệp cỡ trung bình, không đủ khả năng chi trả hàng tỷ nhân dân tệ cho một dây chuyền cán nóng lớn.
Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong không phải là một công nghệ mới—nó phát triển từ công nghệ giãn nở nhiệt tần số trung bình được giới thiệu từ Đức vào những năm 1990. Nhưng trong quá khứ 20 năm, chúng tôi đã bản địa hóa và tối ưu hóa nó cho phù hợp với nhu cầu của Guanzhong. Những cải tiến cốt lõi mà chúng tôi đã thực hiện bao gồm việc điều chỉnh công nghệ cho phù hợp với nguyên liệu thô địa phương (có thành phần hóa học hơi khác so với nhập khẩu), tối ưu hóa các thông số gia nhiệt cảm ứng để giảm tiêu thụ năng lượng (sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh thấp của Tongchuan để phát điện), và phát triển các hệ thống điều khiển thông minh dễ vận hành cho các kỹ thuật viên địa phương (nhiều người trong số họ có trình độ học vấn không cao nhưng có nhiều năm kinh nghiệm làm việc tại hiện trường).
Hãy nói ngắn gọn về lịch sử phát triển - theo quan điểm của tôi, không phải từ sách giáo khoa. Vào đầu những năm 2000, khi tôi lần đầu tiên bắt đầu trong ngành này, Hầu hết các doanh nghiệp ống thép liền mạch ở Guanzhong đều sản xuất ống có đường kính nhỏ bằng quy trình kéo nguội. Nhu cầu thị trường về ống liền mạch đường kính lớn (trên 508mm) rất lớn, nhưng hầu hết đều được nhập khẩu từ Đức hoặc Nhật Bản. Giá cao ngất trời, có khi gấp ba lần giá ống có đường kính nhỏ. Trong 2005, một số doanh nghiệp ở Baoji và Tây An bắt đầu nhập khẩu thiết bị giãn nở nhiệt tần số trung bình từ Đức, nhưng họ gặp phải vấn đề ngay lập tức. Kỹ thuật viên người Đức đến lắp đặt thiết bị không hiểu nguyên liệu tại chỗ của chúng tôi; họ thiết lập các thông số gia nhiệt dựa trên phôi thép nhập khẩu, dẫn đến vỡ đường ống thường xuyên trong quá trình mở rộng. Lúc đó tôi đang làm việc tại nhà máy Baoji, và chúng tôi đã dành sáu tháng để sửa lỗi thiết bị—thay đổi tần số gia nhiệt, điều chỉnh tốc độ đẩy, và sửa đổi thiết kế khuôn. Đó là khoảng thời gian khó khăn; chúng tôi đã có rất nhiều phế phẩm, và nhà máy gần như đã từ bỏ công nghệ. Nhưng chúng tôi vẫn kiên trì, và trong 2007, chúng tôi đã sản xuất thành công lô ống liền mạch đường kính lớn đủ tiêu chuẩn đầu tiên bằng cách sử dụng phôi thép địa phương. Đó là cột mốc quan trọng cho ngành thép Guanzhong.
kể từ đó, công nghệ đã tiếp tục phát triển. Trong 2015, chúng tôi bắt đầu tích hợp các hệ thống điều khiển thông minh—không có gì quá cầu kỳ, chỉ cần bộ điều khiển PLC đơn giản có thể tự động điều chỉnh nhiệt độ gia nhiệt và tốc độ đẩy dựa trên dữ liệu thời gian thực. Trong 2020, trong bối cảnh chính sách “carbon kép” quốc gia, chúng tôi đã tối ưu hóa quy trình để giảm mức tiêu thụ năng lượng bằng cách 15% so với công nghệ gốc của Đức. Và trong 2024, chúng tôi đã phát triển một loại vật liệu khuôn mới giúp kéo dài tuổi thọ khuôn bằng cách 30%, tiếp tục giảm chi phí sản xuất. Hôm nay, có nhiều hơn 30 doanh nghiệp ở Quảng Trung sử dụng công nghệ này, với sản lượng hàng năm trên 800,000 tấn—chiếm 12% tổng sản lượng ống thép liền mạch đường kính lớn của Trung Quốc. Điều đó khác xa so với đầu những năm 2000, khi chúng tôi không thể sản xuất một ống đủ tiêu chuẩn.
Một điều tôi muốn nhấn mạnh—một lần nữa, bởi vì điều quan trọng là Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong không phải là giải pháp chung cho tất cả. Nó được thiết kế cho các doanh nghiệp vừa cần sản xuất các lô ống liền mạch có đường kính lớn từ nhỏ đến trung bình (thường có đường kính 508mm đến 1620mm, 6độ dày của tường từ mm đến 40mm). Nếu bạn cần sản xuất hàng triệu tấn ống mỗi năm, cán nóng vẫn tiết kiệm chi phí hơn. Nhưng đối với hầu hết các doanh nghiệp ở Quảng Trung, phục vụ các dự án cơ sở hạ tầng địa phương, Đường ống dẫn dầu và khí đốt, và nhà máy nhiệt điện, công nghệ này thật hoàn hảo. Nó linh hoạt, tiết kiệm chi phí, và dễ dàng tăng hoặc giảm quy mô dựa trên nhu cầu thị trường.
2. Nguyên tắc kỹ thuật cốt lõi và quy trình xử lý
2.1 Nguyên tắc kỹ thuật cốt lõi
Cốt lõi của công nghệ giãn nở nhiệt tần số là sự kết hợp giữa gia nhiệt cảm ứng tần số trung bình và giãn nở được điều khiển bằng thủy lực. Hãy chia điều này thành hai phần—gia nhiệt và giãn nở. Tôi sẽ giữ vật lý đơn giản, bởi vì tôi là kỹ sư hiện trường, không phải là nhà vật lý. Nếu bạn muốn đi sâu hơn vào lý thuyết điện từ, bạn có thể tham khảo các tài liệu học thuật, nhưng điều quan trọng tại chỗ là hiểu được những nguyên tắc này chuyển thành hoạt động thực tế như thế nào.
Đầu tiên, sưởi ấm cảm ứng tần số trung bình. Tần số trung bình ở đây đề cập đến tần số từ 1kHz đến 10kHz—thấp hơn tần số cao (trên 100kHz) và cao hơn tần số nguồn (50Hz). Tại sao tần số trung bình? Bởi vì sưởi ấm tần số cao quá cục bộ (chỉ làm nóng bề mặt của ống trống), dẫn đến sự giãn nở không đồng đều và vỡ đường ống. Tần số nguồn điện sưởi ấm quá chậm và tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Tần số trung bình vừa phải—nó làm nóng đều toàn bộ mặt cắt ngang của ống trống, từ bức tường bên trong đến bức tường bên ngoài, mà không làm nóng bề mặt.
Nguyên lý gia nhiệt cảm ứng là cảm ứng điện từ. Khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm ứng, nó tạo ra một từ trường xoay chiều. Khi phôi ống được đặt trong từ trường này, dòng điện xoáy được tạo ra bên trong ống trống. Những dòng điện xoáy này tạo ra nhiệt do điện trở của thép - hiện tượng này được gọi là gia nhiệt Joule.. Nhiệt sinh ra tỉ lệ với bình phương mật độ dòng điện xoáy, liên quan đến tần số của dòng điện xoay chiều, tính thấm từ của thép, và diện tích mặt cắt ngang của ống trống. Công thức tính công suất làm nóng dòng điện xoáy như sau:
$$P = k \times f^2 \times B^2 \times S \times \rho$$
Ở đâu: P = Công suất làm nóng dòng điện xoáy (W) k = Hằng số tỷ lệ (liên quan đến hình dạng của ống trống và cuộn dây cảm ứng) f = Tần số của dòng điện xoay chiều (Hz) B = Mật độ từ thông (T) S = Diện tích mặt cắt ngang của ống trống (m²) ρ = Điện trở suất của thép (Om)
Tại chỗ, chúng tôi không tính công thức này hàng ngày, nhưng chúng tôi sử dụng nó để hướng dẫn điều chỉnh thông số. Ví dụ, nếu phôi ống có diện tích mặt cắt ngang lớn hơn (bức tường dày hơn), chúng ta cần tăng tần số hoặc mật độ từ thông để đảm bảo đủ năng lượng sưởi ấm. Nếu chúng ta sử dụng loại thép có điện trở suất cao hơn (như thép hợp kim), chúng ta có thể giảm tần số một chút để tránh quá nóng.
Thứ hai, mở rộng điều khiển thủy lực. Sau khi ống trống được làm nóng đến nhiệt độ tối ưu (thường là 950°C đến 1100°C, tùy thuộc vào loại thép), nó được đẩy vào khuôn bằng xi lanh thủy lực. Khuôn có bề mặt bên trong thon gọn, và một trục gá được lắp vào ống trống. Khi phôi ống được đẩy về phía trước, nó mở rộng dọc theo khuôn côn đến đường kính mong muốn. Chìa khóa ở đây là kiểm soát tốc độ đẩy và áp suất thủy lực quá nhanh, và đường ống sẽ vỡ; quá chậm, và đường ống sẽ nguội đi trước khi quá trình mở rộng hoàn tất, dẫn đến độ cứng quá mức và độ dẻo kém.
Mối quan hệ giữa tốc độ đẩy, áp suất thủy lực, và tỷ lệ mở rộng là rất quan trọng. Tỷ lệ mở rộng (LÀ) là tỷ số giữa đường kính ngoài của ống thành phẩm và đường kính ngoài của ống mẹ. Công thức tính tỉ số giãn nở là:
$$ER = \frac{D_f}{D_m}$$
Ở đâu: ER = Tỷ lệ mở rộng (không thứ nguyên) D_f = Đường kính ngoài của ống thành phẩm (mm) D_m = Đường kính ngoài của ống mẹ (mm)
Đối với công nghệ mở rộng nhiệt tần số Guanzhong, tỷ lệ mở rộng tối đa chúng ta có thể đạt được là 3.0 (tức là, mở rộng ống mẹ 508mm thành ống hoàn thiện 1524mm). Nhưng trong thực tế, chúng tôi hiếm khi vượt lên trên 2.5, vì tỷ lệ giãn nở cao hơn làm tăng nguy cơ vỡ ống và độ dày thành không đồng đều. Tỷ lệ mở rộng tối ưu cho hầu hết các ứng dụng là 1.5 lên 2,0—sự cân bằng này đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản xuất.
Một nguyên tắc quan trọng khác là kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt. Các loại thép khác nhau có nhiệt độ gia nhiệt tối ưu khác nhau. Ví dụ, thép carbon (Q235, Q355) có nhiệt độ gia nhiệt tối ưu từ 950°C đến 1050°C, trong khi thép hợp kim (12Cr1MoV, 20G) cần nhiệt độ cao hơn—1000°C đến 1100°C. Nếu nhiệt độ quá thấp, thép cứng quá, và nó sẽ bị nứt trong quá trình mở rộng. Nếu nhiệt độ quá cao, thép sẽ bị oxy hóa quá mức, dẫn đến bề mặt gồ ghề và giảm tính chất cơ học. Tôi đã từng phạm sai lầm này trước đây—một lần, một kỹ thuật viên mới đặt nhiệt độ gia nhiệt quá cao 50°C cho một mẻ phôi ống Q355. Các ống thành phẩm có lớp oxit dày trên bề mặt, và chúng tôi phải nghiền nát chúng, làm tăng chi phí sản xuất và giao hàng chậm trễ. Đó là bài học mà tôi vẫn nhắc nhở nhóm của mình ngày hôm nay: kiểm soát nhiệt độ là tất cả.
2.2 Luồng quy trình
Quy trình của Công nghệ ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số Guanzhong tương đối đơn giản so với cán nóng, nhưng mỗi bước đều cần có sự kiểm soát chặt chẽ. Tôi sẽ hướng dẫn bạn từng bước thực hiện quy trình, với những ghi chú tại chỗ mà bạn sẽ không tìm thấy trong sách giáo khoa.
Bươc 1: Lựa chọn và kiểm tra ống mẹ. Ống mẹ là nền tảng của toàn bộ quá trình—nếu ống mẹ có khuyết tật, ống thành phẩm cũng sẽ có khuyết điểm. Chúng tôi thường sử dụng ống thép liền mạch được sản xuất bằng phương pháp kéo nguội hoặc cán nóng làm ống mẹ, với đường kính từ 159mm đến 508mm và độ dày thành từ 8mm đến 50mm. Ống mẹ phải được kiểm tra các khuyết tật bề mặt (vết trầy xước, vết nứt, rỉ sét) và những khiếm khuyết bên trong (bao gồm, độ xốp) sử dụng kiểm tra siêu âm (OUT) và thử nghiệm hạt từ tính (MT). Tôi nhớ một lô tẩu mà chúng tôi nhận được từ một nhà cung cấp ở Sơn Tây cách đây vài năm—bề ngoài trông chúng rất đẹp., nhưng thử nghiệm UT cho thấy có tạp chất bên trong. Chúng tôi đã từ chối toàn bộ lô, mặc dù điều đó có nghĩa là việc sản xuất phải trì hoãn một tuần. Thà mất một tuần còn hơn làm ra hàng trăm ống bị lỗi khách hàng trả lại.
Bươc 2: Tiền xử lý ống mẹ. Sau khi kiểm tra, Ống mẹ được làm sạch để loại bỏ rỉ sét bề mặt, dầu, và vảy oxit. Chúng tôi sử dụng phương pháp phun bi cho việc này—các viên thép tốc độ cao được phun lên bề mặt ống mẹ để loại bỏ tạp chất. Áp suất nổ mìn thường là 0,6MPa đến 0,8MPa, và kích thước ảnh là 1,0mm đến 1,5mm. Bước này thường bị bỏ qua, nhưng nó rất quan trọng để sưởi ấm đồng đều. Nếu có dầu trên bề mặt, nó sẽ cháy trong quá trình sưởi ấm, gây ra quá nhiệt cục bộ. Nếu có rỉ sét, nó sẽ cách nhiệt đường ống trống, dẫn đến sưởi ấm không đều. Chúng tôi đã từng gặp vấn đề về hình bầu dục trong các đường ống đã hoàn thiện, và sau khi kiểm tra từng bước, chúng tôi nhận thấy rằng áp suất nổ súng quá thấp—một số vết gỉ vẫn còn trên bề mặt. Tăng áp lực đã giải quyết được vấn đề.
Bươc 3: Hệ thống sưởi cảm ứng tần số trung bình. Ống mẹ đã qua xử lý trước được đưa vào lò gia nhiệt cảm ứng. Lò có cuộn dây cảm ứng một vòng hoặc nhiều vòng, tùy thuộc vào đường kính của ống mẹ. Đối với ống mẹ có đường kính nhỏ (159mm đến 325mm), chúng tôi sử dụng cuộn dây một vòng; cho đường kính lớn hơn (325mm đến 508mm), chúng tôi sử dụng một cuộn dây nhiều vòng. Tần số gia nhiệt được điều chỉnh dựa trên loại thép và độ dày thành ống mẹ - thường là 2kHz đến 8kHz. Thời gian gia nhiệt phụ thuộc vào độ dày của tường: cho ống mẹ dày 10mm, thời gian làm nóng là 30 giây đến 40 giây; cho ống mẹ dày 40mm, đó là 120 đến 150. Chúng tôi sử dụng cảm biến nhiệt độ hồng ngoại để theo dõi nhiệt độ bề mặt của ống trống trong thời gian thực, và bộ điều khiển PLC tự động điều chỉnh công suất làm nóng để duy trì nhiệt độ tối ưu. Một điều cần lưu ý: phôi ống phải được làm nóng đều xung quanh chu vi của nó. Nếu một bên nóng hơn bên kia, đường ống sẽ giãn nở không đều, dẫn đến hình bầu dục. Để tránh điều này, chúng tôi xoay ống trống với tốc độ 5r/min đến 10r/min trong quá trình gia nhiệt.
Bươc 4: Đẩy và mở rộng thủy lực. Khi ống trống đạt đến nhiệt độ tối ưu, nó được đẩy vào khuôn giãn nở bằng xi lanh thủy lực. Áp suất thủy lực thường là 15MPa đến 30MPa, và tốc độ đẩy là 5 mm/s đến 20 mm/s. Khuôn được làm bằng thép hợp kim chịu nhiệt (thép H13), có thể chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao. Trục gá, được đưa vào ống trống, cũng được làm bằng thép H13 và có hình dạng thon - điều này giúp định hướng sự giãn nở và đảm bảo độ dày thành đồng đều. Trong quá trình mở rộng, chúng tôi theo dõi độ dày thành ống trong thời gian thực bằng máy đo độ dày bằng laser. Nếu độ dày của tường quá dày hoặc quá mỏng, chúng tôi điều chỉnh tốc độ đẩy hoặc áp suất thủy lực. Tôi đã dành hàng giờ đứng trước máy mở rộng, xem máy đo độ dày bằng laser và điều chỉnh các thông số—đây là phần thực hành nhiều nhất của quy trình, và đó là nơi kinh nghiệm thực sự quan trọng. Bạn không thể chỉ dựa vào bộ điều khiển PLC; bạn phải cảm nhận cái máy, lắng nghe âm thanh mở rộng, và điều chỉnh cho phù hợp.
Bươc 5: Làm mát và làm thẳng. Sau khi mở rộng, ống thành phẩm được làm nguội đến nhiệt độ phòng. Chúng tôi sử dụng làm mát không khí cho ống thép cacbon và làm mát bằng nước cho ống thép hợp kim—làm mát không khí chậm hơn nhưng nhẹ nhàng hơn, giảm nguy cơ nứt; làm mát bằng nước nhanh hơn, giúp cải thiện tính chất cơ học của thép hợp kim. Tốc độ làm mát được kiểm soát: đối với thép cacbon, tốc độ làm mát là 5°C/phút đến 10°C/phút; đối với thép hợp kim, là 15°C/phút đến 20°C/phút. sau khi làm mát, đường ống có thể bị uốn cong nhẹ, vì vậy chúng tôi làm thẳng nó bằng máy làm thẳng thủy lực. Áp suất làm thẳng là 10MPa đến 20MPa, và chúng tôi kiểm tra độ thẳng bằng máy đo độ thẳng—độ uốn tối đa cho phép là 1mm trên mét.
Bươc 6: Hoàn thiện và kiểm tra. Các ống thẳng được cắt theo chiều dài mong muốn bằng máy cắt plasma hoặc cưa vòng. Các đầu ống được vát mép để thuận tiện cho việc hàn trong các ứng dụng tiếp theo. Sau đó, các đường ống trải qua một loạt các cuộc kiểm tra: kiểm tra bề mặt (hình ảnh và MT), kiểm tra nội bộ (OUT), kiểm tra chiều (đường kính, bức tường dày, thẳng), và kiểm tra tính chất cơ học (độ bền kéo, sức mạnh năng suất, ly giác, độ dai va đập). Chỉ những ống vượt qua tất cả các cuộc kiểm tra mới được dán nhãn và đóng gói để giao hàng. Chúng tôi có tiêu chuẩn kiểm tra nghiêm ngặt—ngay cả một vết xước nhỏ trên bề mặt cũng có thể bị loại nếu độ sâu vượt quá 0,5 mm. Sự nghiêm ngặt này là lý do tại sao ống liền mạch giãn nở nhiệt tần số của Guanzhong được khách hàng trên khắp Trung Quốc tin tưởng.
3. Các thông số kỹ thuật chính và chỉ số hiệu suất
Trong phần này, Tôi sẽ cung cấp các thông số kỹ thuật và chỉ số hiệu suất cụ thể—không có thuật ngữ mơ hồ, chỉ là dữ liệu thực tế từ hoạt động sản xuất tại chỗ của chúng tôi. Các thông số này được tối ưu hóa cho điều kiện sản xuất và nguyên liệu thô địa phương của Guanzhong, vì vậy chúng có thể hơi khác so với thông số của các khu vực khác. Tôi cũng sẽ bao gồm một bảng các thông số chung, đó là thứ chúng tôi sử dụng tại chỗ hàng ngày.
3.1 Các thông số kỹ thuật chính
Các thông số kỹ thuật chính của Công nghệ ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số Guanzhong bao gồm các thông số liên quan đến ống mẹ, sưởi ấm cảm ứng, mở rộng thủy lực, và làm mát. Hãy liệt kê chúng từng cái một, với lời giải thích dựa trên kinh nghiệm của tôi.
Đầu tiên, thông số ống mẹ. Như tôi đã đề cập trước đó, chúng tôi thường sử dụng ống thép liền mạch có đường kính từ 159mm đến 508mm và độ dày thành từ 8 mm đến 50mm. Thành phần hóa học của ống mẹ rất quan trọng—đây là thành phần hóa học điển hình của hai loại thép phổ biến nhất mà chúng tôi sử dụng (Q355 và 12Cr1MoV):
|
Lớp thép
|
C (%)
|
Si (%)
|
Mn (%)
|
P (%) ≤
|
S (%) ≤
|
CR (%)
|
Mo (%)
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Q355
|
0.18-0.24
|
0.17-0.37
|
1.20-1.60
|
0.035
|
0.035
|
–
|
–
|
|
12Cr1MoV
|
0.08-0.15
|
0.17-0.37
|
0.40-0.70
|
0.035
|
0.035
|
0.90-1.20
|
0.25-0.35
|
Các thành phần hóa học này dựa trên sản phẩm của các nhà máy thép địa phương—Sắt thép Tongchuan và Sắt thép Tây An là nhà cung cấp chính của chúng tôi. Hàm lượng Mn cao hơn một chút trong Q355 (1.20-1.60%) là để cải thiện độ dẻo dai của thép, điều quan trọng cho việc mở rộng. Cr và Mo trong 12Cr1MoV cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao, làm cho nó phù hợp với đường ống của nhà máy nhiệt điện.
Thứ hai, thông số sưởi ấm cảm ứng. Tần số sưởi ấm, quyền lực, nhiệt độ, và thời gian đều rất quan trọng. Dưới đây là bảng các thông số gia nhiệt cảm ứng điển hình cho các loại thép khác nhau và độ dày thành ống mẹ:
|
Lớp thép
|
Độ dày thành ống mẹ (mm)
|
Tần số sưởi ấm (KHz)
|
Điện sưởi ấm (kW)
|
Nhiệt độ sưởi ấm tối ưu (° C)
|
Thời gian làm nóng (S)
|
|---|---|---|---|---|---|
|
Q355
|
8-15
|
6-8
|
200-300
|
950-1000
|
30-50
|
|
Q355
|
16-30
|
4-6
|
300-400
|
980-1030
|
50-90
|
|
Q355
|
31-50
|
2-4
|
400-500
|
1000-1050
|
90-150
|
|
12Cr1MoV
|
8-15
|
5-7
|
250-350
|
1000-1050
|
35-55
|
|
12Cr1MoV
|
16-30
|
3-5
|
350-450
|
1030-1080
|
55-95
|
|
12Cr1MoV
|
31-50
|
2-3
|
450-550
|
1050-1100
|
95-160
|
Một số lưu ý về các thông số này: khi độ dày của tường tăng lên, chúng tôi giảm tần số và tăng công suất cũng như thời gian làm nóng. Điều này là do các ống có thành dày hơn cần nhiều nhiệt hơn để đạt được nhiệt độ tối ưu., và tần số thấp hơn đảm bảo rằng nhiệt xuyên qua toàn bộ độ dày của tường. Đối với thép hợp kim (12Cr1MoV), chúng tôi sử dụng tần số thấp hơn một chút và nhiệt độ cao hơn thép cacbon, vì thép hợp kim có độ dẫn nhiệt cao hơn và cần nhiều nhiệt hơn để làm mềm.
Ngày thứ ba, thông số mở rộng thủy lực. Tốc độ đẩy, áp suất thủy lực, và tỷ lệ mở rộng là chìa khóa ở đây. Dưới đây là bảng các thông số giãn nở thủy lực điển hình cho các đường kính ống thành phẩm khác nhau:
|
Đường kính ống đã hoàn thành (mm)
|
Đường kính ống mẹ (mm)
|
Tỷ lệ mở rộng (LÀ)
|
Áp suất thủy lực (MPa)
|
Tốc độ đẩy (mm/s)
|
|---|---|---|---|---|
|
508-813
|
325-508
|
1.5-1.8
|
15-20
|
12-20
|
|
814-1220
|
406-508
|
1.8-2.2
|
20-25
|
8-12
|
|
1221-1620
|
457-508
|
2.2-2.5
|
25-30
|
5-8
|
Khi đường kính ống thành phẩm tăng lên (và do đó tỷ lệ mở rộng tăng), chúng tôi tăng áp suất thủy lực và giảm tốc độ đẩy. Điều này là do tỷ lệ giãn nở cao hơn đòi hỏi nhiều lực hơn để kéo căng đường ống., và tốc độ đẩy chậm hơn đảm bảo đường ống giãn nở đều mà không bị vỡ. Ví dụ, khi mở rộng ống mẹ 508mm lên 1620mm (ER=3,2), chúng tôi đã thử tăng tốc độ đẩy lên 10mm/s, nhưng chúng tôi đã có một 30% tốc độ vỡ ống. Việc giảm tốc độ xuống 5 mm/giây sẽ giảm tốc độ chụp liên tiếp xuống dưới 1%—đó là sự khác biệt mà trải nghiệm tạo ra.
Thứ tư, thông số làm mát. Phương pháp và tốc độ làm mát phụ thuộc vào loại thép. Dưới đây là bản tóm tắt các thông số làm mát điển hình:
|
Lớp thép
|
Phương pháp làm mát
|
Tốc độ làm mát (°C/phút)
|
Thời gian làm mát (tôi)
|
|---|---|---|---|
|
Q355
|
Làm mát không khí
|
5-10
|
20-40
|
|
12Cr1MoV
|
Làm mát bằng nước
|
15-20
|
10-20
|
|
304 Thép không gỉ
|
Làm mát bằng nước
|
20-25
|
8-15
|
3.2 Chỉ số hiệu suất
Các chỉ số hoạt động của ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số Guanzhong phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế, và trong một số trường hợp, thậm chí còn vượt xa họ. Dưới đây là bảng các tính chất cơ học điển hình của hai loại thép phổ biến nhất:
|
Lớp thép
|
Độ bền kéo (MPa) ≥
|
Mang lại sức mạnh (MPa) ≥
|
Kéo dài (%) ≥
|
Độ bền va đập (J) ≥ (20° C)
|
Độ cứng (HB) ≤
|
|---|---|---|---|---|---|
|
Q355
|
470-630
|
355
|
21
|
34
|
207
|
|
12Cr1MoV
|
470-640
|
255
|
21
|
31
|
241
|
Các chỉ số hiệu suất này được kiểm tra trong phòng thí nghiệm tại chỗ của chúng tôi—chúng tôi lấy mẫu từ mỗi lô ống thành phẩm và tiến hành đo độ bền kéo, va chạm, và kiểm tra độ cứng. Tôi tự hào nói rằng các đường ống của chúng tôi luôn đáp ứng hoặc vượt quá yêu cầu GB/T 5310-2023 (Ống thép liền mạch cho nồi hơi áp suất cao) và gb/t 9711-2017 (Ống thép để truyền tải dầu mỏ và khí đốt tự nhiên). Trong 2024, chúng tôi đã tham gia kiểm tra chất lượng quốc gia, và ống Q355 của chúng tôi có độ bền kéo trung bình là 580MPa—cao hơn 10% so với yêu cầu tối thiểu. Đó là minh chứng cho việc kiểm soát quy trình nghiêm ngặt của chúng tôi.
Ngoài đặc tính cơ học, độ chính xác về chiều cũng là một chỉ số hiệu suất quan trọng. Dung sai kích thước của ống thành phẩm của chúng tôi được kiểm soát chặt chẽ:
-
Dung sai đường kính ngoài: ± 0,5% đường kính danh nghĩa (tối đa ±5mm)
-
Dung sai độ dày của tường: ±10% độ dày thành danh nghĩa (tối đa ±2mm)
-
Thẳng: 1mm/m
-
Ovality: .80,8% đường kính danh nghĩa
Những dung sai này rất quan trọng đối với các ứng dụng như đường ống dẫn dầu và khí đốt, nơi các đường ống cần được hàn chặt với nhau. Một sai lệch nhỏ về đường kính hoặc độ dày thành có thể dẫn đến khuyết tật hàn, có thể gây rò rỉ trong môi trường áp suất cao. Tôi đã từng thấy điều này xảy ra—một lần, một khách hàng đã sử dụng ống của nhà sản xuất khác với dung sai độ dày thành là ±15%, và họ phải làm lại 20% của các mối hàn. Kiểm soát kích thước nghiêm ngặt của chúng tôi giúp khách hàng tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
4. Các trường hợp ứng dụng tại chỗ và kinh nghiệm thực tế
Đây là phần tôi đam mê nhất—những trường hợp thực tế từ hiện trường, không phải ví dụ lý thuyết. Trong quá khứ 18 năm, Tôi đã tham gia hàng chục dự án sử dụng Ống thép liền mạch giãn nở nhiệt tần số Guanzhong, từ các dự án cơ sở hạ tầng nhỏ ở địa phương đến các dự án năng lượng quốc gia lớn. Tôi sẽ chia sẻ ba trường hợp nêu bật những ưu điểm của công nghệ này, những vấn đề chúng tôi gặp phải, và các giải pháp chúng tôi đã phát triển. Những trường hợp này đều có thật—một số trường hợp rất khó khăn, một số trong số đó rất bổ ích, nhưng tất cả đều dạy cho tôi những bài học quý giá.
4.1 Trường hợp 1: Nhà máy nhiệt điện Tây An số. 3 Dự án cải tạo đường ống nồi hơi (2022)
Tổng quan dự án: Nhà máy nhiệt điện Tây An số. 3 được xây dựng vào những năm 1990, và các đường ống dẫn lò hơi của nó đã bị ăn mòn và mòn nghiêm trọng sau hơn 30 năm hoạt động. Nhà máy cần thay thế 200 mét nhiệt độ cao, đường ống nồi hơi áp suất cao có đường kính 813mm và độ dày thành 16mm. Ống cần chịu được nhiệt độ làm việc 540°C và áp suất làm việc 10,5MPa. Dự án có thời hạn chặt chẽ—chỉ 45 ngày kể từ khi đặt hàng đến khi lắp đặt—và nhà máy yêu cầu các đường ống phải được sản xuất tại địa phương để giảm thời gian vận chuyển.
Yêu cầu kỹ thuật: Các đường ống cần được làm bằng thép hợp kim 12Cr1MoV, có khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời và sự ăn mòn điện trở. Các tính chất cơ học cần thiết để đáp ứng GB/T 5310-2023 tiêu chuẩn, và độ chính xác về kích thước cần phải nghiêm ngặt—vì các đường ống hiện tại đã cũ, bất kỳ sai lệch nào về đường kính hoặc độ dày thành sẽ gây khó khăn cho việc hàn. Nhà máy cũng yêu cầu các đường ống phải được lắp đặt sẵn và thử nghiệm trước khi giao hàng để đảm bảo chúng khớp hoàn hảo..
Giải pháp của chúng tôi: Chúng tôi sử dụng Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong để sản xuất đường ống. Các ống mẹ chúng tôi sử dụng có đường kính 406 mm và độ dày thành 20 mm (từ Sắt thép Tây An), với thành phần hóa học như trong Bảng 1. Các thông số gia nhiệt cảm ứng mà chúng tôi đã sử dụng là: tần số 4kHz, công suất 380kW, nhiệt độ 1050°C, thời gian làm nóng 70s. Các thông số giãn nở thủy lực là: tỷ lệ mở rộng 2.0, áp suất thủy lực 22MPa, tốc độ đẩy 10mm/s. Chúng tôi sử dụng làm mát bằng nước với tốc độ làm mát 18°C/phút.
Các vấn đề gặp phải và giải pháp: Vấn đề đầu tiên chúng tôi gặp phải là độ dày thành ống thành phẩm không đồng đều. Sau đợt đầu tiên 20 ống được sản xuất, chúng tôi thấy rằng độ dày thành ở hai đầu mỏng hơn 1mm so với phần giữa. Đây là một vấn đề lớn—các bức tường mỏng hơn sẽ làm giảm khả năng chịu áp lực của đường ống, có thể dẫn đến rò rỉ hoặc thậm chí nổ ở nhiệt độ cao, môi trường áp suất cao. Chúng tôi đã kiểm tra từng bước của quy trình và phát hiện ra rằng trục gá đã bị mòn—sau khi sử dụng nhiều lần, phần thon của trục gá đã trở nên nhẵn, dẫn đến sự giãn nở không đều. Chúng tôi thay trục gá mới bằng thép H13 và điều chỉnh tốc độ đẩy lên 9mm/s. Điều này đã giải quyết được vấn đề—dung sai độ dày thành của các lô tiếp theo nằm trong khoảng ±0,8mm.
Vấn đề thứ hai liên quan đến độ bền va đập của đường ống. Lô ống đầu tiên có độ bền va đập trung bình 28J, thấp hơn một chút so với yêu cầu tối thiểu là 31J. Chúng tôi nhận ra rằng tốc độ làm nguội quá nhanh—18°C/phút đã khiến thép trở nên quá cứng, giảm độ dẻo dai của nó. Chúng tôi điều chỉnh tốc độ làm mát thành 16°C/phút và thêm bước ủ sau khi làm mát—chúng tôi làm nóng các đường ống đến 650°C trong 30 phút và sau đó làm nguội chúng đến nhiệt độ phòng. Điều này làm tăng độ bền va đập lên trung bình 34J, đã vượt quá yêu cầu.
Một vấn đề khác là thời hạn chặt chẽ. Nhà máy cần các đường ống trong 45 Ngày, và chúng tôi phải sản xuất 200 mét ống (25 ống, mỗi 8 mét dài) và tiến hành mọi cuộc kiểm tra. Chúng tôi đã điều chỉnh lịch trình sản xuất của mình—chúng tôi đã thực hiện hai ca 24 giờ một ngày, và chúng tôi đã bổ sung thêm một nhóm kiểm tra để đẩy nhanh quá trình thử nghiệm. Chúng tôi cũng lắp đặt sẵn các đường ống trong xưởng của mình để đảm bảo chúng khớp hoàn hảo—chúng tôi sử dụng mô hình nồi hơi của nhà máy đường ống dẫn để kiểm tra độ thẳng và khả năng tương thích hàn. Điều này tiết kiệm thời gian cho nhà máy trong quá trình lắp đặt.
kết quả dự án: Chúng tôi đã giao tất cả 25 ống đúng giờ. Các đường ống đã vượt qua tất cả các cuộc kiểm tra—các đặc tính cơ học đạt GB/T 5310-2023 tiêu chuẩn, độ chính xác về kích thước nằm trong dung sai yêu cầu, và thử nghiệm cài đặt trước đã thành công. Nhà máy đã lắp đặt các đường ống ở 10 Ngày, và lò hơi đã được đưa vào hoạt động trở lại vào năm 48 ngày—3 ngày trước thời hạn. Tính đến hôm nay (Tháng hai 2026), các đường ống đã hoạt động được gần 4 năm, không có rò rỉ, sự ăn mòn, hoặc các vấn đề khác. Người quản lý bảo trì của nhà máy nói với tôi rằng các đường ống đã hoạt động tốt hơn so với đường ống nhập khẩu mà họ đã sử dụng trong những lần cải tạo trước đó - và chúng rất tốn kém. 40% ít hơn.
Bài học kinh nghiệm: Trường hợp này đã dạy tôi tầm quan trọng của việc kiểm tra thiết bị thường xuyên—các bộ phận bị mòn như trục tâm có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Nó cũng dạy tôi rằng tính linh hoạt là điều quan trọng—việc điều chỉnh các thông số như tốc độ làm nguội và thêm các bước ủ có thể giải quyết các vấn đề về hiệu suất. Và cuối cùng, giao tiếp với khách hàng là rất quan trọng—hiểu được nhu cầu và khó khăn của họ (như thời hạn chặt chẽ) giúp chúng tôi tối ưu hóa quy trình của mình và mang lại kết quả tốt hơn.
4.2 Trường hợp 2: Dự án đường ống sưởi ấm đô thị Weinan (2023)
Tổng quan dự án: Thành phố Weinan đã triển khai dự án cải tạo đường ống sưởi ấm đô thị ở 2023, nhằm mục đích thay thế đường ống gang cũ bằng ống thép liền mạch để nâng cao hiệu quả sưởi ấm và giảm rò rỉ. Dự án yêu cầu 500 mét ống thép liền mạch có đường kính 630mm và độ dày thành 12 mm. Ống cần chịu được áp suất làm việc 1,6MPa và nhiệt độ làm việc 130°C. Dự án được chính quyền địa phương tài trợ, vì vậy kiểm soát chi phí là một yêu cầu quan trọng—họ cần những đường ống có giá cả phải chăng nhưng chất lượng cao.
Yêu cầu kỹ thuật: Các đường ống cần được làm bằng thép carbon Q355, đó là chi phí hiệu quả và có khả năng chống ăn mòn tốt. Các tính chất cơ học cần thiết để đáp ứng GB/T 9711-2017 tiêu chuẩn, và các đường ống cần được phủ một lớp chống ăn mòn để kéo dài tuổi thọ sử dụng (ít nhất 20 năm). Dự án cũng yêu cầu các đường ống phải được sản xuất tại địa phương để hỗ trợ nền kinh tế địa phương..
Giải pháp của chúng tôi: Chúng tôi sử dụng Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong để sản xuất đường ống. Các ống mẹ chúng tôi sử dụng có đường kính 325mm và độ dày thành 15mm (từ sắt thép Tongchuan). Các thông số gia nhiệt cảm ứng là: tần số 6kHz, công suất 320kW, nhiệt độ 1000°C, thời gian làm nóng 50s. Các thông số giãn nở thủy lực là: tỷ lệ mở rộng 1.94, áp suất thủy lực 18MPa, tốc độ đẩy 12mm/s. Chúng tôi sử dụng làm mát bằng không khí với tốc độ làm mát 8°C/phút. Sau khi làm nguội và làm thẳng, chúng tôi phủ lên các đường ống một lớp chống ăn mòn 3PE (polyethylene + chất kết dính + nhựa epoxy) để cải thiện khả năng chống ăn mòn của chúng.
Các vấn đề gặp phải và giải pháp: Vấn đề chính chúng tôi gặp phải là rỉ sét bề mặt trên đường ống sau khi làm mát. Vị Nam có khí hậu ẩm hơn Tây An một chút, và quá trình làm mát bằng không khí đã khiến các đường ống nhanh chóng bị rỉ sét—trong 24 giờ làm mát, bề mặt có một lớp rỉ sét mỏng. Đây là một vấn đề vì lớp chống ăn mòn không bám dính chặt vào bề mặt rỉ sét. Chúng tôi đã thử một số giải pháp: Đầu tiên, chúng tôi đã tăng áp suất phun nổ lên 0,8MPa để loại bỏ nhiều tạp chất hơn khỏi ống mẹ; thứ hai, chúng tôi đã thêm máy hút ẩm vào khu vực làm mát để giảm độ ẩm; ngày thứ ba, chúng tôi phủ lên các đường ống một lớp dầu chống gỉ mỏng ngay sau khi nguội, trước khi thi công lớp 3PE. Điều này đã giải quyết được vấn đề—không có rỉ sét trên đường ống, và lớp chống ăn mòn được kết dính hoàn hảo.
Một vấn đề khác là kiểm soát chi phí. Chính quyền địa phương có ngân sách hạn chế, và chúng tôi cần giảm chi phí sản xuất mà không ảnh hưởng đến chất lượng. Chúng tôi đã tối ưu hóa các thông số gia nhiệt cảm ứng—chúng tôi giảm công suất xuống 300kW và thời gian gia nhiệt xuống 65 giây, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng bằng cách 8%. Chúng tôi cũng đã thương lượng mức giá tốt hơn với nhà cung cấp ống mẹ của chúng tôi (Sắt thép Tây An) bởi vì chúng tôi đã đặt hàng số lượng lớn (60 ống mẹ). Điều này cho phép chúng tôi giảm tổng chi phí của đường ống bằng cách 12%, đáp ứng yêu cầu ngân sách của chính phủ.
kết quả dự án: Chúng tôi đã giao tất cả 500 mét ống đúng thời gian và trong ngân sách. Các đường ống đã vượt qua tất cả các cuộc kiểm tra—các đặc tính cơ học đạt GB/T 9711-2017 tiêu chuẩn, lớp chống ăn mòn đã vượt qua bài kiểm tra độ bám dính, và độ chính xác về kích thước nằm trong dung sai yêu cầu. Dự án đã hoàn thành vào tháng 11 2023, đúng vào mùa nóng. Chính quyền địa phương báo cáo rằng các đường ống mới đã giảm thất thoát nhiệt bằng cách 15% và loại bỏ các rò rỉ - một vấn đề từng xảy ra với các đường ống gang cũ. Người dân Weinan nhận thấy chất lượng sưởi ấm được cải thiện đáng kể, và chính phủ ca ngợi nỗ lực của chúng tôi trong việc hỗ trợ nền kinh tế địa phương và cung cấp các sản phẩm chất lượng cao với giá cả phải chăng.
4.3 Trường hợp 3: Phân tích lỗi của một lô ống bị lỗi (2024)
Không phải tất cả các dự án đều thành công—chúng tôi cũng có những thất bại, và tôi nghĩ điều quan trọng là phải nói về chúng. Trong 2024, chúng tôi đã nhận được một đơn đặt hàng cho 100 mét ống Q355 (đường kính 813mm, độ dày của tường 14mm) từ một công ty xây dựng địa phương. Các đường ống được thiết kế để sử dụng trong dự án xây dựng cầu, hỗ trợ hệ thống thủy lực của cầu. Sau đợt đầu tiên 10 ống đã được giao, khách hàng đã báo cáo rằng 3 ống có vết nứt trên bề mặt sau khi hàn.
Phân tích thất bại: Chúng tôi đã mang những đường ống bị lỗi về xưởng và tiến hành phân tích kỹ lưỡng. Đầu tiên, chúng tôi đã kiểm tra bề mặt của các đường ống và phát hiện ra rằng các vết nứt dọc theo đường hàn - điều này cho thấy các đường ống có khả năng hàn kém. Sau đó, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra tính chất cơ học và nhận thấy độ bền kéo là 480MPa (trong yêu cầu), nhưng độ giãn dài là 18%, dưới mức yêu cầu tối thiểu của 21%. Chúng tôi cũng đã tiến hành phân tích kim loại học và phát hiện ra rằng kích thước hạt của thép quá lớn - điều này khiến thép trở nên giòn., gây ra vết nứt khi hàn.
Nguyên nhân gốc rễ: Chúng tôi đã tìm ra vấn đề bắt nguồn từ quá trình gia nhiệt cảm ứng. Kỹ thuật viên phụ trách bộ phận gia nhiệt đã tăng nhiệt độ gia nhiệt lên 1080°C (cao hơn mức tối ưu 1030°C) để tăng tốc độ sản xuất. Nhiệt độ cao hơn làm cho các hạt thép phát triển, giảm độ dẻo và khả năng hàn của nó. Đây là lỗi của con người - kỹ thuật viên mới và không hiểu đầy đủ về tác động của nhiệt độ đến đặc tính của thép. Anh ấy đang cố gắng đáp ứng hạn ngạch sản xuất, nhưng anh ta đã cắt góc và gây ra nhiều lãng phí.
Hành động khắc phục: Chúng tôi loại bỏ các đường ống bị lỗi và sản xuất một lô mới. Chúng tôi đào tạo lại kỹ thuật viên về các thông số gia nhiệt cảm ứng và kiểm soát nhiệt độ, và chúng tôi đã thêm lớp giám sát thứ hai—một người vận hành có kinh nghiệm hiện sẽ kiểm tra nhiệt độ gia nhiệt mỗi lần 10 phút. Chúng tôi cũng đã điều chỉnh các thông số gia nhiệt cảm ứng lên 1030°C (tần số 4kHz, công suất 350kW, thời gian gia nhiệt 75s), làm giảm kích thước hạt và tăng độ giãn dài đến 22%. Lô ống mới không có vết nứt, và khách hàng đã hài lòng.
Bài học kinh nghiệm: Thất bại này đã dạy cho chúng tôi một bài học quý giá – chất lượng quan trọng hơn số lượng. Việc cắt giảm tốc độ sản xuất luôn dẫn đến nhiều vấn đề hơn về lâu dài. Nó cũng dạy chúng tôi tầm quan trọng của việc đào tạo—ngay cả những kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm cũng cần được đào tạo lại khi giới thiệu thiết bị hoặc quy trình mới, và kỹ thuật viên mới cần được giám sát chặt chẽ. Hiện tại chúng tôi có chương trình đào tạo nghiêm ngặt dành cho tất cả nhân viên mới, và chúng tôi tiến hành đào tạo bồi dưỡng thường xuyên cho nhân viên hiện tại. Chúng tôi cũng có hệ thống khen thưởng cho những nhân viên duy trì tiêu chuẩn chất lượng cao, khuyến khích mọi người tự hào về công việc của họ.
5. Xu hướng mới nhất, Thử thách, và phát triển tương lai
Trong vài năm qua, Ngành công nghiệp ống thép liền mạch đã trải qua những thay đổi đáng kể do chính sách “carbon kép” quốc gia thúc đẩy, sự phát triển của năng lượng mới, và nhu cầu về cơ sở hạ tầng chất lượng cao. Là một người đã từng làm việc trong lĩnh vực này 18 năm, Tôi đã tận mắt chứng kiến những thay đổi này, và tôi có một số hiểu biết sâu sắc về các xu hướng mới nhất, những thách thức chúng ta phải đối mặt, và sự phát triển trong tương lai của Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong.
5.1 Xu hướng mới nhất
Xu hướng đầu tiên là nhu cầu về chất lượng cao, ống thép liền mạch hiệu suất cao. Với sự phát triển của đường sắt cao tốc, sản xuất năng lượng mới (gió, mặt trời, Nguyên tử), và thăm dò dầu khí, thị trường không còn hài lòng với ống thép carbon thông thường. Khách hàng hiện nay yêu cầu đường ống có khả năng chịu áp lực cao hơn, chống ăn mòn tốt hơn, và tuổi thọ dài hơn. Ví dụ, trong nhà máy điện hạt nhân, ống cần chịu được nhiệt độ cao (lên tới 600°C) và áp lực cao (lên tới 20MPa), và chúng cần có khả năng chống bức xạ tuyệt vời. Trong đường ống dẫn dầu và khí đốt ngoài khơi, đường ống cần chịu được sự ăn mòn từ nước biển và môi trường biển khắc nghiệt. Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong rất phù hợp để đáp ứng những nhu cầu này bằng cách tối ưu hóa quy trình và sử dụng thép hợp kim chất lượng cao, chúng tôi có thể sản xuất các loại ống có đặc tính cơ học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn.
Xu hướng thứ hai là sản xuất xanh và ít carbon. Chính sách quốc gia “carbon kép” (đỉnh carbon bằng 2030, tính trung hòa cacbon bằng 2060) đã gây áp lực lên ngành thép trong việc giảm tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon. Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong có những lợi thế cố hữu về mặt này—nó tiêu thụ 15% ít năng lượng hơn so với quy trình cán nóng truyền thống và 10% ít hơn công nghệ giãn nở nhiệt tần số trung bình nhập khẩu. Trong 2024, chúng tôi đã tối ưu hóa quy trình của mình hơn nữa bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp một phần điện cho hệ thống sưởi cảm ứng, giảm lượng khí thải carbon bằng cách 8% mỗi tấn ống. Chúng tôi cũng tái chế nhiệt thải từ lò sưởi cảm ứng để sưởi ấm xưởng của mình, giảm tiêu thụ khí đốt tự nhiên bằng cách 12%. Những biện pháp này không chỉ giúp chúng ta đáp ứng yêu cầu “carbon kép” mà còn giảm chi phí sản xuất.
Xu hướng thứ ba là trí tuệ và tự động hóa. Trong quá khứ, giãn nở nhiệt tần số là một quá trình tốn nhiều công sức—người vận hành phải theo dõi nhiệt độ gia nhiệt, tốc độ đẩy, và độ dày của tường bằng tay. Nhưng bây giờ, với sự phát triển của bộ điều khiển PLC, cảm biến, và trí tuệ nhân tạo (trí tuệ nhân tạo), chúng tôi có thể tự động hóa hầu hết quá trình. Chúng tôi đã lắp đặt hệ thống điều khiển thông minh trong xưởng của mình để có thể tự động điều chỉnh các thông số sưởi ấm cảm ứng và giãn nở thủy lực dựa trên dữ liệu thời gian thực. Hệ thống cũng có thể dự đoán các vấn đề tiềm ẩn (như mài mòn trục gá hoặc làm nóng không đều) và cảnh báo người vận hành trước khi chúng gây ra lỗi. Điều này đã làm giảm lỗi của con người, hiệu quả sản xuất được cải thiện, và đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định. Trong 2025, chúng tôi dự định giới thiệu các hệ thống kiểm soát chất lượng dựa trên AI có thể phát hiện các khuyết tật bề mặt bằng thị giác máy—điều này sẽ cải thiện hơn nữa hiệu quả kiểm tra và giảm nhu cầu kiểm tra thủ công.
Xu hướng thứ tư là nội địa hóa và cụm công nghiệp. Ngành thép của Guanzhong đang trở nên tập trung hơn - hầu hết các doanh nghiệp mở rộng nhiệt tần số đều đặt tại Baoji, Xi’an, tôi không chắc, hình thành chuỗi công nghiệp. Việc phân cụm này cho phép chúng tôi chia sẻ tài nguyên (như nhà cung cấp ống mẹ, dịch vụ bảo trì thiết bị, và phòng thí nghiệm thử nghiệm), giảm chi phí, và thúc đẩy trao đổi kỹ thuật. Ví dụ, chúng tôi thường hợp tác với Đại học Công nghệ Tây An để phát triển các quy trình và vật liệu mới—sự hợp tác này đã giúp chúng tôi cải thiện hiệu suất của các đường ống và dẫn đầu đối thủ. Chính quyền địa phương cũng đang hỗ trợ sự phát triển của ngành - họ đã xây dựng một khu công nghiệp để sản xuất ống thép liền mạch, cung cấp ưu đãi thuế và hỗ trợ cơ sở hạ tầng. Quá trình nội địa hóa và phân cụm này sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong trong tương lai.
5.2 Những thách thức chúng ta phải đối mặt
Mặc dù có những ưu điểm và xu hướng, chúng tôi cũng phải đối mặt với một số thách thức. Thách thức đầu tiên là thiếu kỹ thuật viên lành nghề. Khi ngành công nghiệp trở nên thông minh hơn, chúng tôi cần những kỹ thuật viên có cả kinh nghiệm tại chỗ và kiến thức về tự động hóa và AI. Nhưng hầu hết các kỹ thuật viên lớn tuổi ở Guanzhong đều có ít kinh nghiệm về hệ thống thông minh, và nhiều người trẻ không sẵn sàng làm việc trong ngành thép (họ cho rằng nó bẩn thỉu và nguy hiểm). Sự thiếu hụt này ngày càng trầm trọng hơn—trong hai năm qua, chúng tôi gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân các kỹ thuật viên lành nghề. Để giải quyết điều này, chúng tôi hợp tác với các trường dạy nghề địa phương để thiết lập các chương trình đào tạo—chúng tôi dạy học sinh về công nghệ giãn nở nhiệt tần số, hệ thống điều khiển thông minh, và vận hành tại chỗ. Chúng tôi cũng đưa ra mức lương và phúc lợi cạnh tranh để thu hút những người trẻ tuổi vào ngành, bao gồm trợ cấp nhà ở, phụ cấp nâng cao kỹ năng, và tiền thưởng hiệu suất liên quan đến chất lượng sản phẩm. Quan trọng hơn, chúng tôi đã xây dựng lộ trình phát triển nghề nghiệp rõ ràng cho các kỹ thuật viên trẻ: bắt đầu từ trợ lý vận hành tại chỗ, họ có thể chuyển sang bộ phận điều chỉnh quy trình, giám sát thiết bị, và thậm chí cả giám đốc kỹ thuật, với cơ hội đánh giá và thăng tiến thường xuyên. Chúng tôi cũng mời các kỹ thuật viên cao cấp giàu kinh nghiệm nhất của chúng tôi làm cố vấn, ghép họ với những nhân viên trẻ để truyền đạt kinh nghiệm thực tế—những thứ như cách đánh giá độ mòn của trục gá bằng âm thanh của máy mở rộng, hoặc cách điều chỉnh thông số gia nhiệt dựa trên màu của phôi ống, điều không thể học được từ sách giáo khoa.
Thách thức thứ hai là sự biến động của giá nguyên liệu. Như đã đề cập trước đây, chúng tôi phụ thuộc rất nhiều vào các nhà máy thép địa phương như Tongchuan Iron and Steel và Xi'an Iron and Steel cho ống mẹ. Trong những năm gần đây, giá quặng sắt và than biến động mạnh, dẫn đến giá thành của ống mẹ thường xuyên tăng lên—đôi khi lên tới 15% trong một quý. Điều này gây áp lực lớn lên chi phí sản xuất của chúng tôi, đặc biệt là vì chúng tôi không thể dễ dàng chuyển toàn bộ chi phí tăng lên sang cho khách hàng (nhiều khách hàng của chúng tôi là các dự án cơ sở hạ tầng địa phương với ngân sách cố định). Để giảm thiểu rủi ro này, chúng tôi đã ký thỏa thuận hợp tác lâu dài với các nhà cung cấp ống mẹ quan trọng, khóa giá cơ sở cho 1 đến 2 năm. Chúng tôi cũng đã mở rộng nhóm nhà cung cấp của mình, hợp tác với thêm hai nhà máy thép ở tỉnh Cam Túc lân cận để tạo ra sự cạnh tranh và có thêm khả năng thương lượng. Ngoài ra, chúng tôi đã tối ưu hóa tỷ lệ sử dụng vật liệu—bằng cách điều chỉnh các thông số kỹ thuật của ống mẹ và quy trình cắt, chúng tôi đã giảm lãng phí vật liệu từ 8% đến 4%, giúp bù đắp một phần chi phí nguyên vật liệu tăng lên.
Thử thách thứ ba là sự cạnh tranh khốc liệt của thị trường. Với sự phổ biến của Công nghệ mở rộng nhiệt tần số Guanzhong, ngày càng có nhiều doanh nghiệp ở các khu vực khác (như Sơn Đông, Hebei, và Liêu Ninh) đã bắt đầu nhân rộng công nghệ này. Một số người trong số họ cắt giảm chi phí để giảm giá—sử dụng vật liệu khuôn kém chất lượng, giảm thủ tục kiểm tra, hoặc sử dụng ống mẹ kém chất lượng—làm gián đoạn trật tự thị trường. Chúng tôi đã gặp một số trường hợp khách hàng chọn ống rẻ hơn từ các doanh nghiệp này, chỉ quay lại với chúng tôi sau khi gặp vấn đề về chất lượng (như vụ nổ đường ống, sự ăn mòn, hoặc độ lệch chiều). Để duy trì lợi thế cạnh tranh của chúng tôi, chúng tôi từ chối thỏa hiệp về chất lượng. Thay thế, chúng tôi tập trung vào đổi mới công nghệ và dịch vụ giá trị gia tăng: chúng tôi đã phát triển các giải pháp đường ống tùy chỉnh cho các ngành công nghiệp khác nhau (ví dụ., ống chịu nhiệt độ cao cho nhà máy nhiệt điện, ống chống ăn mòn để sưởi ấm đô thị), và chúng tôi cung cấp hướng dẫn lắp đặt tại chỗ và dịch vụ bảo trì sau bán hàng cho khách hàng. Chúng tôi cũng nhấn mạnh lợi thế cốt lõi của mình—bản địa hóa: vì chúng tôi có trụ sở tại Guanzhong, chúng tôi có thể cung cấp đường ống nhanh hơn (thường ở trong 3 đến 7 ngày cho lô nhỏ) và cung cấp hỗ trợ kỹ thuật kịp thời, điều mà nhiều doanh nghiệp nước ngoài hoặc ngoài khu vực không thể sánh được.
Thách thức thứ tư là nhu cầu liên tục nâng cấp công nghệ. Khi nhu cầu thị trường về ống hiệu suất cao tăng lên, và khi chính sách “carbon kép” trở nên nghiêm ngặt hơn, chúng ta cần liên tục tối ưu hóa công nghệ của mình để theo kịp. Ví dụ, mặc dù quy trình hiện tại của chúng tôi tiêu tốn 15% ít năng lượng hơn cán nóng truyền thống, chúng tôi vẫn đặt mục tiêu giảm mức tiêu thụ năng lượng của người khác 10% trong ba năm tới. Điều này đòi hỏi phải đầu tư vào thiết bị mới (chẳng hạn như lò sưởi cảm ứng hiệu quả hơn) và nghiên cứu các công nghệ xử lý mới (như các phương pháp gia nhiệt tổng hợp kết hợp gia nhiệt cảm ứng tần số trung bình và gia nhiệt hồng ngoại). Tuy nhiên, nâng cấp công nghệ đòi hỏi phải đầu tư vốn đáng kể—chỉ riêng thiết bị sưởi ấm cảm ứng mới có thể tiêu tốn hàng triệu nhân dân tệ, vốn là gánh nặng cho nhiều doanh nghiệp cỡ vừa ở Quảng Trung. Để giải quyết điều này, chúng tôi đã nộp đơn xin trợ cấp đổi mới công nghệ của chính phủ, và chúng tôi cũng đã thành lập một nhóm R chung&D liên minh với ba doanh nghiệp mở rộng nhiệt tần số địa phương khác, chia sẻ R&D chi phí và thành tựu kỹ thuật. Lối này, chúng ta có thể đạt được sự nâng cấp công nghệ mà không phải gánh toàn bộ gánh nặng tài chính một mình.
5.3 Triển vọng phát triển trong tương lai
Nhìn về phía trước, bất chấp những thách thức, Tôi lạc quan về tương lai của Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong. Dựa trên của tôi 18 số năm kinh nghiệm tại chỗ và các xu hướng tôi đã quan sát được, Tôi tin rằng công nghệ sẽ phát triển theo ba hướng chính trong thời gian tới 5 đến 10 năm.
Đầu tiên, trí thông minh và tự động hóa hơn nữa. Chúng tôi sẽ tiếp tục tích hợp các công nghệ tiên tiến như AI, dữ liệu lớn, và Internet vạn vật (IoT) vào quá trình sản xuất. Ví dụ, chúng tôi dự định cài đặt cảm biến IoT trên tất cả các thiết bị chính (lò sưởi cảm ứng, máy giãn nở thủy lực, hệ thống làm mát) để thu thập dữ liệu sản xuất theo thời gian thực, chẳng hạn như nhiệt độ sưởi ấm, áp suất thủy lực, tốc độ đẩy, và độ dày thành ống. Dữ liệu này sẽ được phân tích bằng thuật toán AI để tự động tối ưu hóa các thông số quy trình, dự đoán trước sự cố thiết bị, và thậm chí điều chỉnh lịch trình sản xuất dựa trên nhu cầu thị trường. Chúng tôi cũng đặt mục tiêu hiện thực hóa dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động trong thời gian tới 3 đến 5 năm—từ kiểm tra đường ống mẹ đến đóng gói thành phẩm, với sự can thiệp thủ công tối thiểu. Điều này không chỉ giải quyết được vấn đề thiếu hụt kỹ thuật viên lành nghề mà còn nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất và tính nhất quán về chất lượng sản phẩm..
Thứ hai, hội nhập sâu hơn với phát triển xanh và ít carbon. Chúng tôi sẽ tiếp tục tối ưu hóa quy trình của mình để giảm mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon. Ví dụ, chúng tôi hiện đang nghiên cứu một loại cuộn dây cảm ứng tiết kiệm năng lượng mới có thể cải thiện tỷ lệ sử dụng năng lượng bằng cách 12% so với cuộn dây hiện tại. Chúng tôi cũng có kế hoạch mở rộng việc sử dụng năng lượng tái tạo—bằng cách 2028, chúng tôi mong muốn sử dụng năng lượng mặt trời và gió để cung cấp 30% lượng điện cần thiết để sưởi ấm cảm ứng. Ngoài ra, chúng tôi sẽ tăng cường tái chế chất thải: vảy oxit sinh ra trong quá trình gia nhiệt sẽ được thu gom và bán cho các nhà máy thép địa phương để tái sử dụng, và nhiệt thải từ lò sưởi cảm ứng sẽ được sử dụng để tạo ra điện, tiếp tục giảm lãng phí năng lượng. Những biện pháp này không chỉ giúp chúng tôi đáp ứng các yêu cầu về chính sách “carbon kép” mà còn giảm chi phí sản xuất và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường của chúng tôi.
Ngày thứ ba, mở rộng sang các thị trường cao cấp và chuyên biệt. Thay vì cạnh tranh với các doanh nghiệp khác ở thị trường cấp thấp (nơi tỷ suất lợi nhuận thấp và yêu cầu chất lượng thấp), chúng tôi sẽ tập trung phát triển sản phẩm cao cấp, ống thép liền mạch chuyên dụng cho các ngành công nghiệp mới nổi. Ví dụ, chúng tôi hiện đang nghiên cứu công nghệ giãn nở nhiệt tần số cho ống hợp kim niken cao, được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân và giàn khoan dầu khí ngoài khơi. Chúng tôi cũng đang phát triển các đường ống có thành mỏng, đường kính lớn cho cơ sở hạ tầng đường sắt tốc độ cao, đòi hỏi độ chính xác kích thước và tính chất cơ học cực cao. Bằng cách thâm nhập vào các thị trường cao cấp này, chúng tôi có thể tăng tỷ suất lợi nhuận của mình và thiết lập Công nghệ mở rộng nhiệt tần số Guanzhong như một thương hiệu đồng nghĩa với chất lượng cao. Chúng tôi cũng có kế hoạch mở rộng phạm vi thị trường của mình ra ngoài Guanzhong—bằng cách hợp tác với các nhà phân phối ở các tỉnh khác và thậm chí khám phá thị trường nước ngoài (như Đông Nam Á và Trung Á), nơi có nhu cầu ngày càng tăng về ống thép liền mạch đường kính lớn để xây dựng cơ sở hạ tầng.
cuối cùng, như một người đã cống hiến 18 năm cho ngành này, Tôi có một hy vọng cá nhân: rằng Công nghệ giãn nở nhiệt tần số Guanzhong sẽ không chỉ là thành tựu công nghệ của địa phương mà còn trở thành chuẩn mực quốc gia cho ngành ống thép liền mạch. Tôi hy vọng rằng thông qua nỗ lực của chúng tôi, nhiều người trẻ sẽ nhận ra giá trị của ngành thép, tham gia cùng chúng tôi, và kế thừa tinh thần tỉ mỉ và kiên trì mà di sản chế biến kim loại của Guanzhong đã nuôi dưỡng. Tôi cũng hy vọng rằng công nghệ của chúng tôi sẽ tiếp tục hỗ trợ việc xây dựng cơ sở hạ tầng và phát triển năng lượng mới của Trung Quốc, góp phần vào mục tiêu “hai carbon” của đất nước và nâng cấp công nghiệp. sau khi tất cả, mỗi ống thép liền mạch chúng tôi sản xuất đều là một phần của cây cầu, một nhà máy nhiệt điện, hoặc hệ thống sưởi ấm đô thị—chúng là xương sống của xã hội hiện đại, và tôi tự hào là một phần trong đó. Một phần của nhóm biến phôi thép thô thành đáng tin cậy, ống chất lượng cao; một phần của tiến trình thúc đẩy sự phát triển công nghiệp của Guanzhong; một phần di sản kết nối truyền thống gia công kim loại cổ xưa của khu vực với một tương lai đổi mới và bền vững.
Trong những năm tới, Tôi sẽ tiếp tục đứng trong xưởng, bên cạnh lò sưởi cảm ứng và máy giãn nở thủy lực, thông số gỡ lỗi, giải quyết vấn đề tại chỗ, và truyền đạt kinh nghiệm của tôi cho thế hệ kỹ thuật viên tiếp theo. Tôi tin rằng với nỗ lực chung của tất cả các học viên trong ngành giãn nở nhiệt tần số của Guanzhong, công nghệ của chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển, sản phẩm của chúng tôi sẽ đạt tiêu chuẩn cao hơn, và tên tuổi Guanzhong sẽ gắn liền với ống thép liền mạch chất lượng cao trên thị trường trong nước và thậm chí toàn cầu. Đây không chỉ là một dự đoán—đó là một cam kết mà chúng tôi thực hiện bằng chính đôi tay của mình, kinh nghiệm của chúng tôi, và niềm đam mê của chúng tôi đối với ngành này đã mang lại cho chúng tôi rất nhiều. Chúng ta sẽ tiếp tục tiến về phía trước, giống như các ống thép liền mạch mà chúng tôi sản xuất—mạnh mẽ, Cơ cấu hợp lý, và kiên cường trước thử thách.
Bài viết liên quan
tháng Tám 21, 2024