3月22日，河南省工業(yè)和信息化廳發(fā)布《河南省工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》山西無縫鋼管（以下簡稱《實施方案》），明確了河南省推進工業(yè)領(lǐng)域碳達峰的總體要求、重點任務(wù)和保障措施?！秾嵤┓桨浮诽岢?，“十四五”期間，工業(yè)綠色發(fā)展達到國內(nèi)先進水平，能源資源利用效率大幅；到2025年，規(guī)模以上單位工業(yè)增加值能耗較2020年下降18％；單位工業(yè)增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社會下降幅度，重點行業(yè)二氧化碳排放強度明顯下降?！笆逦濉逼陂g，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進展，低碳產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，重點行業(yè)、重點產(chǎn)品能源資源利用效率達到國內(nèi)先進水平，工業(yè)能耗強度、二氧化碳排放強度持續(xù)下降，基本建立以、綠色、循環(huán)、低碳為特征的現(xiàn)代工業(yè)體系，確保工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放在2030年前達峰?！秾嵤┓桨浮穱@深度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動節(jié)能降碳、積極推行綠色制造、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、加快應(yīng)用綠色技術(shù)、加速推進數(shù)字轉(zhuǎn)型等8項重點任務(wù)，并對鋼鐵、建材、有色金屬、石化化工等重點行業(yè)節(jié)能降碳進行了具體規(guī)劃部署。

山西15CrMoG無縫鋼管可回收，符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的戰(zhàn)略，政策鼓勵擴大15CrMoG無縫鋼管的應(yīng)用領(lǐng)域。 我國15CrMoG無縫鋼管消費量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達的一半，15CrMoG無縫鋼管使用領(lǐng)域擴大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。針對15CrMoG鋼的焊接性的工作特點，根據(jù)以往的經(jīng)驗，參照國外提供的焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進行焊接試驗。方案Ⅰ：焊接預(yù)熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，山西15CrMoG無縫鋼管焊條電弧焊蓋面，焊后進行局部熱處理。方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件，焊后應(yīng)進行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到715℃保溫1小時15分鐘，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器（1146×310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，山西15CrMoG無縫鋼管溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動控溫儀。焊接工藝評定試驗結(jié)果試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky（J/cm2）抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.715CrMo焊接工藝2.1 焊接材料針對15CrMo鋼的焊接性及現(xiàn)場高壓管道的工作特點，根據(jù)以往的經(jīng)驗，參照國外提供的焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進行焊接試驗。方案Ⅰ：焊接預(yù)熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊后進行局部熱處理。方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。山西15CrMoG無縫鋼管表1 焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能型號 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,％ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 ＜0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 252.2 焊前準備試件采用15CrMoG無縫鋼管,規(guī)格為φ325×25，坡口型式及尺寸見圖1。焊前用角向磨光機將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至露出金屬光澤，然后用丙酮清洗干凈。試件為水平固定位置，對口間隙為4mm，采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點焊六處，每處點固長度應(yīng)不小于20mm。焊條按表2的規(guī)范進行烘烤。表2 焊條烘烤規(guī)范焊條型號 烘烤溫度 保溫時間E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃ 1.5h2.3 焊接工藝參數(shù)按方案Ⅰ焊前需進行預(yù)熱，根據(jù)Tto-Bessyo等人提出的計算預(yù)熱溫度公式：To＝350√[C]-0.25（℃） 式中，To——預(yù)熱溫度，℃。[C]＝[C]x [C]p [C]p＝0.005S[C]x[C]x＝C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，[C]x——成分碳當(dāng)量；[C]p——尺寸碳當(dāng)量； S——試件厚度（本文中S＝25mm）；[C]x＝C （Mn Cr）/9 7/90Mo＝0.361[C]p＝0.045 則To＝138℃因此預(yù)熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔山西15CrMoG無縫鋼管焰對試件進行加溫，先用測溫筆粗略判斷試件表面的的溫度（以筆跡顏色變化快慢進行估計），用半導(dǎo)體點溫計測定，測量點至少應(yīng)選擇三點，以保證試件整體均達到所要求的預(yù)熱溫度。焊接時，層采用手工鎢極氬弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背面產(chǎn)生凹陷，送絲時采用內(nèi)填絲法，即焊絲通過對口間隙從管內(nèi)送入。其余各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)見表3、4。按方案Ⅰ焊表3 方案Ⅰ的焊接工藝參數(shù)焊道名稱山西15CrMoG無縫鋼管 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715?！?5min蓋面層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25表4 方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /蓋面層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24接時山西15CrMoG無縫鋼管，層間溫度應(yīng)不低于150℃，為防止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時應(yīng)由二名焊工交替操作，焊后應(yīng)立即采取保溫緩冷措施。2.4 焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件，焊后應(yīng)進行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到715℃保溫1小時15分鐘，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器（1146×310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動控溫儀。3 焊接工藝評定試驗試件焊后按JB4730-94《壓力容器無損檢測》標準進行的超聲波探傷檢驗，焊縫Ⅰ級合格。按JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》標準進行焊接工藝評定試驗。評定結(jié)果見表5。表5 焊接工藝評定試驗結(jié)果試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky（J/cm2）抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7從拉伸試驗結(jié)果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說明焊縫的抗拉強度高于母材；彎曲試驗全部合格，山西15CrMoG無縫鋼管說明焊縫的塑性較好。根據(jù)表5中的沖擊韌性試驗結(jié)果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊后熱處理規(guī)范比較理想，高溫回火不僅達到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強度配合適當(dāng)。從室溫機械性能結(jié)果可知，所的兩種焊接工藝方案均可用于現(xiàn)場施工。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應(yīng)具有較高的熱強性，焊縫在高溫下長期使用不易破壞。難點是焊后熱處理規(guī)范較為嚴格，山西15CrMoG無縫鋼管回火溫度和保溫時間及加熱和冷卻速度控制不當(dāng)反而會引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊，雖然可以省去焊后熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數(shù)不同，長期高溫工作時可發(fā)生碳的擴散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致焊縫在熔合區(qū)發(fā)生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現(xiàn)場采用方案Ⅰ施焊更為穩(wěn)妥。4 結(jié)論15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強性，采用方案Ⅰ效果更佳，關(guān)鍵是要嚴格控制焊后熱處理工藝。方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理，但焊縫在高溫下發(fā)生碳的遷移擴散而導(dǎo)致焊縫破壞的可能性不容忽視，因此，只有在焊后無法進行熱處理時才慎重采用。

鋼管按生產(chǎn)方法可分為兩大類：山西無縫鋼管和焊接鋼管,焊接鋼管簡稱為焊管。1. 無縫鋼管按生產(chǎn)方法可分為：熱軋無縫管、冷拔管、精密鋼管、熱擴管、冷旋壓管和擠壓管等。成捆的鋼管成捆的鋼管無縫鋼管用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼制成，有熱軋、冷軋（拔）之分。2.焊接鋼管因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊（電阻焊）管和自動電弧焊管，山西無縫鋼管因其焊接形式的不同分為直縫焊管和螺旋焊管兩種，因其端部形狀又分為圓形焊管和異型（方、扁等）焊管。焊接鋼管是由卷成管形的鋼板以對縫或螺旋縫焊接而成，在制造方法上，又分為低壓流體輸送用焊接鋼管、螺旋縫電焊鋼管、直接卷焊鋼管、電焊管等。無縫鋼管可用于各種行業(yè)的液體氣壓管道和氣體管道等。焊接管道可用于輸水管道、煤氣管道、暖氣管道、電器管道等。材質(zhì)分類鋼管按制管材質(zhì)（即鋼種）可分為：碳素管和合金管、山西無縫鋼管不銹鋼管等。碳素管又可分為普通碳素鋼管和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)管。合金管又可分為：低合金管、合金結(jié)構(gòu)管、高合金管、高強度管。軸承管、耐熱耐酸不銹管、精密合金（如可伐合金）管以及高溫合金管等。連接方式分類鋼管按管端聯(lián)接方式可分為：光管（管端不帶螺紋）和車絲管（管端帶有螺紋）。山西無縫鋼管車絲管又分為：普通車絲管和管端加厚車絲管。加厚車絲管還可分為：外加厚（帶外螺紋）、內(nèi)加厚（帶內(nèi)螺紋）和內(nèi)外加厚（帶內(nèi)外螺紋）等地車絲管。車絲管若按螺紋型式也可分為：普通圓柱或圓錐螺紋和特殊螺紋等地車絲管。山西無縫鋼管另外，根據(jù)用戶需要，車絲管一般均配有管接頭交貨。鍍涂特征分類鋼管按表面鍍涂特征可分為：黑管（不鍍涂）和鍍涂層管。鍍層管有鍍鋅管、鍍鋁管、鍍鉻管、滲鋁管以及其他合金層的鋼管。涂層管有外涂層管、內(nèi)涂層管、內(nèi)外涂層管。通常采用的涂料有塑料、環(huán)氧樹脂、煤焦油環(huán)氧樹脂以及各種玻璃型的防腐涂層料。鍍鋅管又分為：KBG管，JDG管，螺紋管等。