第一篇：滾動軸承用鋼球自動清洗設(shè)備現(xiàn)狀(DOC)

滾動軸承用鋼球自動清洗設(shè)備現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要: 目前，中國的經(jīng)濟迅猛發(fā)展，越來越多的機械廠應(yīng)運而生，機械的工作離不開軸承，軸承的運轉(zhuǎn)離不開鋼球，鋼球的需求量逐年增多。但是，鋼球的生產(chǎn)工藝比較復雜，鋼球生產(chǎn)之后還要進行沖洗，清洗環(huán)節(jié)是非常重要的一個環(huán)節(jié)，它有時候往往決定著鋼球質(zhì)量的好壞，種種原因造成鋼球的產(chǎn)量有限。由于在以前的鋼球生產(chǎn)中，清洗環(huán)節(jié)不被重視，所以鋼球的制造精度不是太高。隨著科技的進步，鋼球的清洗逐漸提升到了客戶的滿意度上來。目前很多的鋼球清洗機進行清洗，清洗效果不是太理想，運用人工清洗，耗時耗力，也有些利用超聲波清洗，但這項技術(shù)成本高，不能廣泛使用，只用于清洗要求較為精密的鋼球。

Digest：At present, China's rapid economic development, more and more machinery factory, the mechanical work without bearing, bearing operation leave the steel ball, steel demand is increasing year by year.Steel ball production process is complicated, however, also to wash after steel ball production, cleaning process is a very important link, it sometimes often determines the quality of steel ball of a variety of reasons cause the output of steel ball co., LTD.Because the ball before production, cleaning link ignored, so the manufacturing precision of steel ball is not too high.With the progress of science and technology, steel ball cleaning gradually to customer satisfaction.At present a lot of steel ball cleaner for cleaning, cleaning effect is not too ideal, using artificial cleaning, time-consuming, and some use of ultrasonic cleaning, but the technology cost is high, can not be widely used, more precision steel ball is used only for cleaning requirements.關(guān)鍵詞: 鋼球、清洗、發(fā)展趨勢、重要性

一、鋼球清洗的重要性

鋼球是軸承的最重要組成部分，也是軸承行業(yè)使用最多的滾動體。鋼球的質(zhì)量直接影響軸承質(zhì)量。鋼球的生產(chǎn)工藝一般為首先進行身線，其次冷鐓，再者光磨，接著軟球，然后熱處理，再然后硬磨最后為拋光清洗。拋光清洗后，成品鋼球才能下線包裝。由于鋼球的生產(chǎn)工藝較為復雜，每段加工工藝都會使鋼球呈現(xiàn)不同的變化，隨著工序的進行，鋼球的表面也發(fā)由粗糙變得精細，等硬磨工序完成之后，鋼球也基本成型，由于表面殘留部分碎屑，這些碎屑對鋼球的安裝會產(chǎn)生很大的影響，所以要去除這些廢屑，就用到的清洗工藝，鋼球生產(chǎn)的每一道工序都很重要，都是影響鋼球質(zhì)量的關(guān)鍵，而鋼球的清洗是重中之重，以往很多企業(yè)都是運用鋼球清洗機對鋼球進行清洗，而過去清洗機清洗方法設(shè)計不盡合理，清洗液在使用過程中，清洗液過濾也不徹底，表面殘余物沉淀不充分，這些往往都會使鋼球清洗時震動量有一定程度的升高。并且之前的清洗機進行工作時都需要手動，而且清洗效率比較低，因此鋼球清洗方法需要不斷發(fā)展和改進的。

二、鋼清洗的方法

2.1人工清洗

人工清洗是保證鋼球最高清潔度和最低損失的最理想方法，對于極小批量、高精密的特種鋼球，往往都是用手工方法清洗，但人工清洗的效率是極低的，不適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要。用人工擦拭的方法，即耗時又耗力，并且清洗效果也不理想，往往會使鋼球的表面清潔度不高，使鋼球的清洗質(zhì)量不佳。人工清洗的優(yōu)點是不需要復雜的設(shè)備和技術(shù)、投資少，人人無需費力培訓即可上崗操作；其缺點是勞動條件差、效率低、清洗質(zhì)量受操作者主觀因素的影響。當軸承重量和尺寸較大時，人工清洗就困難了，這時需考慮采用機械清洗的方法。

2.2機械清洗

機械清洗是利用理論通過合理的機械結(jié)構(gòu)，巧妙發(fā)揮各要素內(nèi)在潛力，以實現(xiàn)鋼球的清洗?，F(xiàn)有清洗設(shè)備獲得機械作用力的方法有：重力式，沖量式，模擬流體式幾種，這幾種清洗方式也不一定完全清洗干凈，有時再起清洗過程中容易產(chǎn)生鋼球的碰傷，使鋼球表面產(chǎn)生凹痕等變形，對鋼球產(chǎn)生二次傷害，如果對于精密設(shè)備上使用的鋼球，這種損傷會使鋼球無法繼續(xù)使用。

2.3超聲波清洗 超聲波清洗是利用超聲波使污垢出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，使清洗液進入空穴，垢粒團受巨力而破碎，隨清洗液流出，從而達到清洗目的。但是：超聲波的清洗效果，與污垢特性，聲強，聲頻和清洗時間有關(guān)。只有當聲能達到某一臨界時，使污垢出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，清洗液進入空穴，垢粒團受巨力而破碎，才能完成清洗。但是臨界值難以控制，故限制了它的使用。所以，使用超聲波清洗時的關(guān)鍵是控制聲能；使用超聲波清洗時也會由于清洗功率不足，會使球與球重疊處或接觸點處不能完全清潔，在清洗時，要使鋼球盡可能的分散開來，或者在清洗過程中使鋼球不斷移動位置。

超聲波清洗區(qū)工作時間過長，會影響整個機器的工作效率；清洗鋼球的成本較高，不適合大范圍使用；

此外，其他的清洗方式還有圓柱直射式、扇形射流式、圓錐擴散式，多蛆射流式，旋轉(zhuǎn)射流式等。

三、國內(nèi)鋼球清洗機發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，受到國內(nèi)市場需求的增長，國內(nèi)軸承鋼球制造行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模也在不斷的擴大，但是鋼球的精度有時卻達不到要求，高精度的鋼球需要高質(zhì)量的鋼材，咱們國內(nèi)的鋼廠是參差不齊，大多達不到要求，從源頭就出了問題。國外以前鋼球制造廠家，在好多年以前就已經(jīng)大量生產(chǎn)出特種鋼材質(zhì)鋼球，而我們國內(nèi)一般的鋼球廠生產(chǎn)出普通碳鋼球就很不錯了，鋼球的清洗也影響著鋼球的精度，隨著對鋼球清洗要求等我提高，這促使軸承鋼球清洗設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，中國目前軸承鋼球清洗設(shè)備制造行業(yè)發(fā)展的還不是很完善，很多的都是用軸承鋼球清洗劑進行清洗，但是需要用人工進行清洗，耗時耗力。由于我國某些企業(yè)鋼球清洗質(zhì)量一直沒有過關(guān)，或者是在清洗過程中消耗了大量的人力、物力和財力，有些企業(yè)也曾嘗試過好多方法，例如利用超聲波進行清洗，但是，都沒有達到預期的質(zhì)量要求，鋼球表面上油污不但沒有清洗干凈，反而導致了其表面質(zhì)量的降低，對鋼球產(chǎn)生人為損壞，所以，軸承鋼球清洗設(shè)備還待進一步研究提高。綜上所述可以看出，我國的軸承行業(yè)想要發(fā)展的更好前提是要擁有自己軸承產(chǎn)品的核心競爭力，那就是要在國際上要有自己的品牌，以及過硬的技術(shù)，這樣中國的軸承企業(yè)才可以在世界軸承業(yè)有自己的一席之地，隨著軸承行業(yè)多元化的發(fā)展，軸承行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化，我國軸承產(chǎn)品技術(shù)含量高的產(chǎn)品的比重也在上升中，銷售單價也會隨之提高【1】。然而，鋼球是軸承的核心部分，要想發(fā)展軸承制造業(yè)，首先要做好鋼球，鋼球的精密程度也影響著質(zhì)量，所以，鋼球的清洗必不可少。而且隨著中國勞動力成本的不斷上升，企業(yè)原本已經(jīng)極為微薄的利潤空間也在不斷的縮小，能夠以機器代替人力也成為了大多數(shù)企業(yè)的需求。

四、國內(nèi)外鋼球清洗發(fā)展趨勢

目前，新型鋼球清洗設(shè)備是在現(xiàn)有機械設(shè)備的基礎(chǔ)上，向著全自動、多工位、全方位清洗的方面發(fā)展，實現(xiàn)既高效又能保證清洗質(zhì)量的目標。在保證清洗質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高清洗的效率。

4.1國內(nèi)鋼球清洗機發(fā)展趨勢

隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)都在進行的重大改造，鋼球的應(yīng)用范圍越來越廣，大到重型機械中用到鋼球，小到玩具車中也用到鋼球，鋼球的應(yīng)用充斥著各個領(lǐng)域。軸承是裝備制造業(yè)中重要的、關(guān)鍵的基礎(chǔ)零部件，直接決定著重大裝備和主機產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，被譽為裝備制造的“心臟”部件。而鋼球則被認為是軸承的心臟，所以鋼球需要較高的精密程度。鋼球生產(chǎn)成型之后還要進行沖洗，這一工序用來去除鋼球生產(chǎn)過程時其表面的殘余廢屑。一般鋼球在進行清洗時，大部分是用鋼球清洗機進行清洗。在國內(nèi)，清洗機正在現(xiàn)有基礎(chǔ)上向系列化，邊緣參數(shù)和一機多用舶成套性方向發(fā)展。有的廠家通過全系列引進發(fā)展高壓力、大功率、多功能品種，有的廠家則在測繪國外樣機基礎(chǔ)上自行改造并加以完善，形成自己的風格。就國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品和市場求來看，對清洗機用泵迫切需要高壓力(7O～1O0 M P a)，大 功 率（55～ 11 0 k w)和小功率高壓泵(30M p a，5.k w)，它們是目前大，小機座的邊緣參數(shù)，再就是高壓隔膜泵(用于磨料均質(zhì)射流，6．3～l0M F a，5．5k w)。對水射流附件迫切需要內(nèi)表面清洗的各種噴頭(這在高壓級別還是一片空白)和磨料射流系統(tǒng)（前混合式聵槍)以及高壓閥類。此外，70~ 100M P a壓力的直射式噴槍也還沒有成熟產(chǎn)品，而它特別對冶金等部門剝層是必不可少的【2】。有些鋼球制造業(yè)，只制造一些粗質(zhì)鋼球，清洗環(huán)節(jié)較簡單，鋼球表面殘余大量廢屑物，表面質(zhì)量不合格，這些鋼球有的被用在粗質(zhì)設(shè)備上，有的還需要送入別的廠家進行精加工，這樣使得資源有一定的浪費。由于我國對鋼球的需求量越來越大，對鋼球的質(zhì)量要求越來越高，則需要清洗效率較高的清洗機。我國軸承清洗機械市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵軸承清洗機產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項目投資逐漸增多，投資者對軸承清洗機市場的關(guān)注越來越密切，這使得軸承清洗機市場越來越受到各方的關(guān)注?，F(xiàn)在越來越多的企業(yè)致力于研發(fā)出清洗效能更高，清洗質(zhì)量越好的鋼球清洗機，有的企業(yè)在原有鋼球清洗機的基礎(chǔ)上，加上了一套先進的過濾系統(tǒng)，這使得鋼球的清洗質(zhì)量有了大幅度提高。目前，鋼球清洗機的研發(fā)方向是使鋼球清洗機工作越來越輕便，清洗效率越來越高，自動化程度越來越高。雖然隨著國外新技術(shù)的引進，促進了國內(nèi)鋼球清洗機制造業(yè)的發(fā)展，但是由于核心技術(shù)屬于國外，這對國內(nèi)鋼球清洗機制造業(yè)也產(chǎn)生一定的限制，為了擺脫這一現(xiàn)狀，需要國內(nèi)相關(guān)科技人員不斷的努力，研發(fā)出屬于自己的核心技術(shù)。

4.2國外鋼球清洗機發(fā)展趨勢

國外鋼球清洗機的發(fā)展趨勢是使得鋼球清洗的效率更高，清洗質(zhì)量更好，性能更穩(wěn)定，自動化程度更高。國外的一些鋼球制造業(yè)，針對鋼球清洗環(huán)節(jié)，他們有專門的工藝，他們在企業(yè)內(nèi)培養(yǎng)部分高技術(shù)人員，他們采用先進的技術(shù)和現(xiàn)代化的控制體系，保質(zhì)保量的完成鋼球的清洗任務(wù)，鋼球清洗的質(zhì)量也達到世界先進水平。尤其是西德、日本，一直極為重視高壓往復泵產(chǎn)品的綜合成套開發(fā)，盡管他們的發(fā)展時間并不算長，但卻能根據(jù)各種不同市場的要求，將清洗機應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域，形成了清洗機的專業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。國外清洗機的特點是成套研究開發(fā)，因而適用范圍極為廣泛。在高壓往復泵基礎(chǔ)上非常重視各種水射流附件的開發(fā)。比如清洗管道，小到六毫米、大到二十時內(nèi)徑均有噴頭。這些附件與泵的合理組合構(gòu)成了不同用途的清洗機【3】。伴隨著社會的進步，一些發(fā)達國家的鋼球生產(chǎn)質(zhì)量會不斷的提高，技術(shù)也會越來越完善。

結(jié)論:鋼球軸承產(chǎn)業(yè)，雖屬基礎(chǔ)件行業(yè)，但關(guān)系到工、農(nóng)、國防、交通運輸各個領(lǐng)域的建設(shè)和發(fā)展。面對如此大產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及發(fā)展速度，鋼球的需求會求越來越高，對鋼球清洗環(huán)節(jié)要求越來越高，鋼球清洗機市場很廣闊，我國在這一塊做的還不是太完善，需要后來人員不斷的研究與創(chuàng)新，鋼球清洗設(shè)備的不完善，清洗效率低都影響著鋼球質(zhì)量的提高，只有不斷的對鋼球清洗設(shè)備加以不斷的完善，才能使我國鋼球業(yè)得到較好的發(fā)展，使我國的軸承業(yè)邁上一個新的臺階。

參考文獻

[1]中研網(wǎng)訊 國內(nèi)軸承企業(yè)發(fā)展需要抓住進程機會 [2]薛勝雄 國內(nèi)外清洗機產(chǎn)品概況及發(fā)展趨勢 [3]哈爾濱軸承集團公司 第29卷 第二期

第二篇：建筑業(yè)用鋼現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析

建筑業(yè)用鋼現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析

建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟建設(shè)中重要產(chǎn)業(yè)之一，近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展十分迅速，每年的房屋施工面積在15億平方米以上，農(nóng)村及其他個人建房約30億平方米。隨著我國國民經(jīng)濟和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高和國家安居工程的實施，預計今后幾年我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)每年在16億平方米以上，農(nóng)村及其他個人住宅建設(shè)每年在60億平方米以上，賓館、飯店、寫字樓、商店及其他公用建設(shè)等每年約2億平方米左右，工業(yè)廠房及其他建筑約6億平方米左右。與此同時，新建筑物裝修的工程量急劇增加，老建筑物翻新周期明顯縮短，裝修材料也向豪華、實用方向發(fā)展。我國建筑裝飾投資占建筑工程總投資的比例，已從20世紀80年代的20%左右提高到現(xiàn)在的40%-50%，增長勢頭相當強勁。

我國建筑業(yè)用鋼現(xiàn)狀

我國建筑用鋼的主要用戶是民用房施工單位、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)單位和工業(yè)廠房。民用房地產(chǎn)施工單位是建筑用鋼的最大用戶，其用鋼量約占建筑鋼材總消費量的60%以上，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)單位一般為國有大型企業(yè)，其用鋼量占總消費量的20%，工業(yè)廠房也是建筑用鋼重要消費客戶，其消費量占總消費量的15%左右。

從建筑用鋼的發(fā)展歷史來看，1980年以前，我國采取限制用鋼政策，房屋建筑以磚混結(jié)構(gòu)為主，輔以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提倡以其他材料代替鋼材，盡量節(jié)約用鋼；上世紀80年代后期到90年代初期，采取合理用鋼政策，大量建筑、尤其是大量公共建筑，采用現(xiàn)澆混凝土樓板，提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和工程的整體質(zhì)量；90年代后期到現(xiàn)在，建筑用鋼的品種和數(shù)量均有較大提高，采取鼓勵合理用鋼的政策，限制建造磚混結(jié)構(gòu)建筑，鋼筋混凝土建筑在這一時期得到了快速發(fā)展。

建筑用鋼是我國鋼材消費的最主要行業(yè)之一，年產(chǎn)量和消費量一般占鋼材總產(chǎn)量和消費量的比重在55%左右。我國正處于工業(yè)化時期，固定資產(chǎn)投資較高，基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模較大，同時我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，對建筑用鋼材的需求量較大。據(jù)統(tǒng)計，2004年我國建筑用鋼材總消費量15180萬噸，占鋼材總消費量的55%。從品種結(jié)構(gòu)看，以螺紋鋼筋與線材為主，其中螺紋鋼筋消費量6500萬噸，占建筑用鋼的43%，線材消費量4350萬噸，占建筑用鋼的29%，薄板消費量1800萬噸，占建筑用鋼的12%。

從建筑用鋼的供需情況來看，由于建筑用鋼技術(shù)含量低、準入門檻低、見效快等特點，因此建筑用鋼已成為近年國有中小型鋼鐵企業(yè)和民營企業(yè)的主要建設(shè)項目。同時，由于近兩年來國內(nèi)建筑用鋼需求量增長迅速，導致建筑用鋼的需求量增長較快，許多民間資本紛紛進入建筑鋼材領(lǐng)域，國內(nèi)建筑用鋼生產(chǎn)能力增長迅速，現(xiàn)在國內(nèi)的建筑用鋼材已經(jīng)處于供過于求的局面，螺紋鋼筋價格已從2004年初的平均3600元/噸降至現(xiàn)在的2900元/噸，降價幅度較大，多數(shù)企業(yè)已處于微利或虧損狀態(tài)；建筑用中厚板、熱軋薄板產(chǎn)品近期國內(nèi)生產(chǎn)量較大，價格跌幅較大，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會近期已召開關(guān)于降產(chǎn)、保價、穩(wěn)定市場的座談會。另外，由于建筑用鋼屬于低附加值、高能耗、高污染產(chǎn)品，銷售半徑較小，產(chǎn)品基本不考慮進出口，立足于國內(nèi)生產(chǎn)，國內(nèi)消費。

建筑業(yè)用鋼發(fā)展趨勢

預測到2010年，我國建筑用鋼材總消費量約19000萬噸，占鋼材總消費量的53%，其中螺紋鋼筋消費量7200萬噸，占建筑用鋼的38%；線材消費量5200萬噸，占建筑用鋼的27%；薄板消費量2400萬噸，占建筑用鋼的13%。從國內(nèi)生產(chǎn)消費平衡看，生產(chǎn)規(guī)模已完全可以滿足國內(nèi)市場需要。另外，國內(nèi)一些鋼鐵企業(yè)與一些鋼鐵系統(tǒng)外企業(yè)還在繼續(xù)建設(shè)建筑用鋼材，未來市場競爭激烈，競爭的焦點為品種、質(zhì)量、成本及價格，在品種上重點開發(fā)使用高強度鋼、耐候鋼等品種。

目前，國家大力發(fā)展節(jié)能省地型住宅和建筑，并強調(diào)緩解我國能源與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾，必須立足國內(nèi)，提高能源利用效率。建筑節(jié)能舉足輕重，刻不容緩。同樣，建筑節(jié)能在鋼鐵業(yè)和鋼材流通業(yè)引起高度重視。國家發(fā)改委新公布的產(chǎn)業(yè)政策，要求鋼鐵工業(yè)加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高鋼材使用效率、樹立節(jié)約使用鋼材意識，把提高鋼材強度、減少鋼材使用量、鋼材資源綜合利用放在重要位置。

目前，在國內(nèi)鋼筋的生產(chǎn)消費中，高強度鋼筋正處于大力推廣應(yīng)用階段，已從大量使用低強度鋼筋，逐步向高強度鋼筋方向發(fā)展。2004年國內(nèi)高強度鋼筋生產(chǎn)量850萬噸，消費量達到800萬噸，占鋼筋總消費量的12%。2005年，從國內(nèi)各鋼筋生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況看，高強度鋼筋的生產(chǎn)量呈顯著增長趨勢，部分企業(yè)的生產(chǎn)量已占其總生產(chǎn)量的50%左右。盡管近年高強度鋼筋在國內(nèi)的推廣應(yīng)用有了長足進步，但與國外發(fā)達國家相比，還存在很大差距。在美、英、目、德、俄等歐美及東南亞國家已普遍采用了Ⅲ級鋼筋，很少使用Ⅱ級鋼筋，有的國家早已淘汰Ⅱ級鋼筋，即使使用也只是作為配筋，主筋均采用400MPa級和500MPa級鋼筋，有的強度等級甚至達到700MPa級。今后，隨著國家固定資產(chǎn)投資持續(xù)保持高速增長，國內(nèi)高層建筑建設(shè)的不斷增多，為確保建筑的安全，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對鋼筋強度的要求不斷提高，將會進一步促進Ⅲ級鋼筋市場的發(fā)展與壯大。HRB400Ⅲ級鋼筋作為HRB335II級鋼筋的升級換代產(chǎn)品，是國家目前推廣使用的產(chǎn)品，根據(jù)國家發(fā)展規(guī)劃，未來HRB400Ⅲ級鋼筋使用量達到鋼筋總用量的80%左右。

耐火耐侯鋼具有與普通建筑用鋼相當?shù)氖覝亓W性能、焊接性能以及其他性能，在一般氣候條件下可裸露使用，也可提高涂裝性，涂在耐火耐候鋼上的涂層的失效年限遠長于普通鋼。耐火性要求在600攝氏度時，屈服強度下降不大于規(guī)定的室溫屈服強度標準的1/3，這是火災時保證建筑安全性的一個重要指標，而普通鋼至多在350%時保持這一強度值。使用耐火耐候鋼可比可以減少防火涂料和防火包覆的使用，從而減少污染、縮短工期、降低成本、減少或不必進行防腐維護、節(jié)約維護工本、鋼材厚度可減薄，節(jié)約綜合成本20%以上，是一種具有綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟類鋼材。目前耐火耐候鋼已開始應(yīng)用于國內(nèi)一些耐火耐候等級高的大型廠房、民居、商務(wù)樓等建筑鋼結(jié)構(gòu)，耐火耐候鋼在我國的住宅建筑行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。國內(nèi)武鋼、攀鋼等企業(yè)已在逐步開發(fā)生產(chǎn)耐候鋼。

第三篇：綜述-大型儲油罐用鋼研究現(xiàn)狀

大型儲油罐用鋼研究現(xiàn)狀綜述

摘要：隨著科技的日益發(fā)展，對大型儲油罐用鋼的要求也越來越高，根據(jù)儲油罐的工作環(huán)境的不同，可選用的材料也有所不同，通過閱讀文獻整理資料，本文從儲油罐用鋼的服役條件、鋼種及性能、發(fā)展歷史和最新研究進展等方面介紹了大型儲油罐用鋼的使用及研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：大型儲油罐用鋼 微合金化低碳高強度鋼 高強度結(jié)構(gòu)用調(diào)制鋼 玻璃鋼

一、大型儲油罐用鋼情況

我國建設(shè)大型儲油罐始于1985年，由于國內(nèi)首臺 10萬立方米大型浮頂式油罐是從日本引進的，設(shè)計規(guī)范依據(jù)日本J1S B8501標準，所用高強度鋼板為日本SPV50，后調(diào)整為JIS G3115標準，SPV490Q熱軋調(diào)質(zhì)鋼板。以后20年來我國陸續(xù)建造的80多臺10萬立方米以上的大型儲油罐絕大多數(shù)仍使用日本高強度鋼板。上世紀90年代中后期，大型浮頂油罐的設(shè)計開始部分采用美國 APl650標準。

1外浮頂式油罐結(jié)構(gòu)及用鋼組成

外浮頂式儲油罐所用鋼材分為底板、罐壁板、浮頂板三部分，其中，底板分中幅板和邊緣板；罐壁板從罐體底部至頂部分為9層，其中8～9層采用普通強度壓力容器鋼板，1～7層和底板中的邊緣板采用高強度壓力容器板；底板中幅板和浮頂板采用一般強度容器板。目前我國建設(shè)的大型儲油罐1～7層罐壁板和底板中的邊緣板幾乎全部采用日本進口的高強度鋼板(SPV490Q)。2大型油罐用鋼品種、規(guī)格及單罐用鋼量

一臺10萬立方米儲油罐用鋼材總量為1948.5噸，其中高強度鋼板789.4噸，普通強度鋼板1159.1噸，高強度鋼板占單罐用鋼總量的40.5%左右。2.1罐壁板

目前，大型儲罐罐壁板普遍使用屈服強度級別較高的調(diào)質(zhì)鋼，如美國的ASTM A537class2、日本的SPV490Q等。我國開發(fā)的儲罐用高強度鋼板12mnNiVR等新牌號鋼種也已納入GBl8189《壓力容器用調(diào)質(zhì)高強度鋼板》國家標準。

大型儲油罐罐壁板從底層至頂層(1～9層)鋼板厚度依次遞減。按照不同設(shè)計規(guī)范，罐壁鋼板規(guī)格一般為12～ 34mm(厚)×2450mm(寬)×12500mm(長)左右；

罐底邊緣板厚度為21mm。2.2底板、浮頂板

大型儲油罐底板(中幅板)和浮頂板采用一般強度級別鋼板，目前全部可由國內(nèi)提供。中幅板所用鋼板規(guī)格為：12mm(厚)×2430mm(寬)×12192mm(長)，牌號為SM400C、Q235B等。浮頂板所用鋼板規(guī)格為：4.5～6mm(厚)×2430mm(寬)×12192mm(長)，牌號為SS400B、Q235A等。[1]

二、大型油罐的發(fā)展歷史及面臨的問題

近半個世紀以來，隨著石油化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大和石油戰(zhàn)略儲備的增加，石油儲備規(guī)模迅速發(fā)展。長期以來，各個國家都在大量建設(shè)大規(guī)模的儲備油庫，把增加石油庫存作為穩(wěn)定生產(chǎn)和保證國家安全的重要措施。為了適應(yīng)大量儲存的需要，采用大型油罐已成為必然的趨勢。因為大容量油罐可以節(jié)省鋼材、減少占地面積、方便操作管理、減少油罐附件及管線長度，從而節(jié)省投資和操作費用。早在20世紀60年代，在西歐、中東、日本等地普遍采用10×104m3的大型浮頂油罐。到目前，國外單罐容量已經(jīng)發(fā)展到15×104m3以上。

近20多年來，國內(nèi)油罐的大型化發(fā)展迅速。1974年，國內(nèi)首臺由中國石化北京設(shè)計院設(shè)計的5×104m3浮頂油罐在上海石油化工總廠陳山原油站建成，此后，在許多煉油廠、石化廠及油田相繼建造了數(shù)十臺5×104m3浮頂油罐。20世紀80年代中后期，國內(nèi)先后在秦皇島、大慶等地從日本引進了4座10×104m3浮頂油罐。從這以后，國內(nèi)的技術(shù)人員通過對引進技術(shù)的消化吸收，又在舟山、儀征、鐵嶺、黃島、大連、北京、上海、蘭州等地區(qū)建造了數(shù)十臺10x 104m3浮頂油罐。上述10×104m3油罐是按日本標準或APl650規(guī)范進行設(shè)計的。迄今為止，國內(nèi)建造的最大容量的油罐仍為10×104m3。參照國外的工程經(jīng)驗，其罐壁鋼板采用抗拉強度大于610MPa、屈服強度大于490MPa的高強度材料。隨著油罐的大型化，罐壁所用的鋼板越來越厚，而油罐罐壁鋼板厚度的增加受到各方面的限制，鋼板的厚度成了油罐大型化發(fā)展的主要制約因素。這是因為，油罐是在露天條件下施工，罐體結(jié)構(gòu)龐大，無法進行焊后消除應(yīng)力熱處理。所以允許的鋼板厚度有一定的限制。美國石油學會油罐規(guī)范APl650中規(guī)定罐壁板的最大厚度為45mm，并同時規(guī)定，超過40mm的鋼板必須采用正火鋼板。[2]我國SH3046—1992《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定16MnR的最大允許厚度為

34mm。油罐罐壁的厚度與罐壁所受液柱側(cè)壓力及油罐直徑成正比，1臺10×104m3油罐，罐壁材料如采用16MnR(屈服強度345MPa)，其底圈罐壁厚度達40mm，該厚度的16MnR鋼板已超過無須進行焊后熱處理的厚度。也就是說，用16MnR鋼板僅能建造5×104m4浮頂油罐。所以建造10×104m3油罐必須采用強度更高且焊接性能良好的材料。

三、大型油儲罐服役條件及對罐體材料的基本要求

隨著儲油罐向大型化的發(fā)展，它們的安全可靠性越來越引起人們的關(guān)注。我國現(xiàn)行國家標準《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》規(guī)定，汽車加油站的汽油和柴油儲罐應(yīng)采用臥式鋼制油罐，并埋地設(shè)置[3]。對國外的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于地下鋼制儲罐腐蝕而引起的環(huán)境污染問題時有發(fā)生。鋼制油罐發(fā)生腐蝕的原因有多種，如儲油罐埋設(shè)于電導率及含鹽量高的土壤環(huán)境中，地下水位較高，土壤中的雜散電流作用導致罐體外部腐蝕；儲罐內(nèi)冷凝水的存在也容易造成內(nèi)部腐蝕。嚴重時導致油料泄漏，從而造成土壤與地下水源的污染，甚至引起火災爆炸、人身傷亡事故。

很多研究顯示鋼制儲油罐泄漏的最大原因仍是罐身腐蝕。目前雖有多種技術(shù)可以減輕油罐腐蝕速度，如加雙層殼、塑料板加襯等，但均不能完全做到使鋼罐不腐蝕，因此提高儲罐本身的防腐性能才是最有效的措施。為提高儲油罐的防腐性能，工程界一直在努力尋找新材料以解決其腐蝕問題。

一臺10萬立方米儲油罐的造價加上原油的價值高達數(shù)億元，如果出現(xiàn)事故，經(jīng)濟損失和環(huán)境污染后果嚴重。因此，大型油罐對罐體材料提出了很高的綜合性能要求：高強度、高沖擊力、低有害雜質(zhì)硫和磷含量、良好的可焊性和低焊接裂紋敏感性組成(Pcm)。同時，為了保證現(xiàn)場施工的焊接效率，罐體材料在承受大線能量焊接(100kJ／cm)的條件下，焊接熱影響區(qū)晶粒不過分長大，施焊后仍保持良好的強韌性。

同時，焊接工藝對材料的合金元素含量非常敏感，力學性能相同的鋼板，由于微量元素的不同，其焊接工藝會有很大差異。即便是不同廠家生產(chǎn)的同一牌號的鋼種，如：SPV490Q，由于在日本JIS G3115標準中并未明確規(guī)定合金元素的添加種類和數(shù)量，因此，按照該標準生產(chǎn)的SPV490Q鋼板其強化元素和強化機理有可能各不相同，相應(yīng)的軋后熱處理工藝、焊接工藝也有所不同。因此，用戶在

訂購罐體材料時，希望生產(chǎn)廠家能夠同時提供焊接材料和相應(yīng)的焊接工藝。目前，日本新日鐵、NKK等在提供儲罐用鋼板的同時，可以提供相應(yīng)的焊材和焊接工藝參數(shù)。石油儲罐用高強度鋼應(yīng)滿足：

(1)滿足力學性能指標要求(高屈服和抗拉強度、高韌性、高均勻性、平穩(wěn)定性等)，一般采用調(diào)質(zhì)鋼。

(2)必須適應(yīng)大線能量焊接。采用10KJ／mm的大線能量焊接后，其HAZ塑韌性不明顯降低，接頭的力學性能達到與母材相同要求。因此，石油儲罐用鋼又稱為大線能量焊接鋼。

(3)為了適合現(xiàn)場焊接，焊接前不需要預熱，焊后不產(chǎn)生焊接冷裂紋。此類鋼又稱為低裂紋敏感性系數(shù)鋼。由此可知，石油儲罐用鋼主要特點就是在滿足力學性能要求前提下，具有適應(yīng)大線能量焊接和低裂紋敏感的特性。石油儲罐用鋼不同于制造球罐用CF鋼。石油儲罐用鋼必須適應(yīng)大線能量焊接要求，且儲罐通常不需要進行焊后接體熱處理(有時僅進行局部焊后熱處理)；CF鋼雖然具有低裂紋敏感性，但通常不能適合大線能量焊接。用于制造球罐時，需要滿足焊后整體熱處理的要求，即無SR再熱裂紋傾向。[4]

四、大型儲油罐用鋼鋼種介紹

高強度鋼板的化學成分(質(zhì)量分數(shù))列于表1，交貨狀態(tài)、力學性能和工藝性能應(yīng)滿足GB／19189-2003《1壓力容器用調(diào)質(zhì)高強度鋼板》要求(表2)。

夏比沖擊功按3個試樣的平均值計算，允許其中一個試樣的沖擊功比表2規(guī)定值低，但不得低于規(guī)定值的70％。

目前．我國大規(guī)模建造的10～15萬m3的儲罐，主要選用屈服強度490MPa，

作為石油儲備用的儲罐，每臺體積在10至15萬立方米，需要鋼材總量2000~ 2800噸，其中用于油罐底板及罐身下部六圈的鋼材為700~1300噸，全部需要采 用高強度調(diào)質(zhì)鋼板制造。以下是對高強度結(jié)構(gòu)用調(diào)制鋼板的介紹。[6]

1、尺寸規(guī)格：本標準使用于厚度不大于150mm，以調(diào)質(zhì)（淬火加回火）狀態(tài)交貨的高強度結(jié)構(gòu)用鋼板。其尺寸規(guī)格和允許偏差應(yīng)符合GB/T709的規(guī)定。

2、牌號和化學成分

8mm-12mm鋼板輔助試樣尺寸為10mm*7.5mm*55mm，其試驗結(jié)果不小于規(guī)定值的75%.厚度6mm-8mm鋼板輔助試樣尺寸為10mm*5mm*55mm，其試驗結(jié)果不小于規(guī)定值的50%.厚度小于6mm的鋼板不做沖擊試驗。[8]

5、牌號對照

3.玻璃鋼儲油罐

玻璃鋼又稱為玻璃纖維增強塑料，是一種復合材料。玻璃鋼的發(fā)展最初源于國防工業(yè)發(fā)展的需要，通過采用玻璃鋼復合材料提高武器裝備的性能，后來被逐步應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。目前玻璃鋼儲油罐有逐步取代鋼制儲油罐的趨勢，實踐證明玻璃鋼儲油罐在加油站具有廣闊的應(yīng)用前景。

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