Стальные трубы для котлов высокого давленияСтальные трубы, как важная отрасль производства специальных сталей, являются ключевыми материалами в таких отраслях, как тепловая энергетика, нефтехимия и атомная энергетика. Их характеристики напрямую связаны с безопасностью оборудования и энергоэффективностью в условиях высоких температур и давления. В связи с корректировкой энергетической структуры страны и модернизацией промышленных технологий, рыночный спрос и технические стандарты на бесшовные стальные трубы для котлов высокого давления претерпевают глубокие изменения. В данной статье будет проведен анализ этих стальных труб с разных точек зрения, включая технические характеристики, состояние отрасли, сценарии применения и будущие тенденции.
Во-первых, характеристики материалов и технические стандарты для бесшовных стальных труб для котлов высокого давления.
Бесшовные стальные трубы для котлов высокого давления должны стабильно и длительное время работать при температурах, превышающих 600°C, и давлениях, превышающих 30 МПа. Поэтому они должны обладать тремя основными свойствами: сопротивлением ползучести (сопротивлением высокотемпературной деформации), стойкостью к окислению (предотвращение высокотемпературной газовой коррозии) и микроструктурной стабильностью. В настоящее время основными материалами являются легированные стали, такие как 12Cr1MoVG и 15CrMoG. Хромомолибден-ванадиевые сплавы повышают жаростойкость как за счет упрочнения твердым раствором, так и за счет дисперсионного упрочнения. Передовые материалы международного стандарта, такие как ASTM A335 P91/P92, обеспечивают более чем на 30% более высокие допустимые значения напряжений, чем традиционные материалы, что позволяет уменьшить толщину стенки котла на 20% и значительно снизить вес оборудования. Ведущие отечественные компании добились независимого контроля над всем производственным процессом: непрерывная разливка круглых заготовок → горячая прокатка → холодная прокатка → термообработка. В частности, технология ACC (ускоренное охлаждение), используемая в процессе горячей прокатки, позволяет контролировать размер зерна до уровня выше 8, увеличивая ударную вязкость стальных труб на 50%. В новостях отрасли за июль 2025 года сообщалось, что стальная труба HR3C центрального предприятия для сверхкритических котлов прошла 168-часовое испытание в непрерывном режиме работы, продемонстрировав прочность на растяжение при 650°C, превышающую 120 МПа, что стало прорывом для нашей страны в сверхкритической технологии при 700°C.
Во-вторых, рыночная ситуация и проблемы в цепочке поставок бесшовных стальных труб для котлов высокого давления.
В настоящее время мировой годовой спрос на трубы для котлов высокого давления составляет приблизительно 5 миллионов тонн, при этом на Китай приходится 45%. В Китае сформировались три основных промышленных пояса: дельта реки Янцзы, Бохайский залив и юго-западный регион. Однако отрасль сталкивается с двумя основными структурными противоречиями: во-первых, производство высококачественной продукции по-прежнему зависит от импорта. На долю стальных труб T92 японской компании приходится 70% внутреннего рынка сверхкритических энергоблоков. Во-вторых, сырье подвержено внешним ограничениям. Зависимость моей страны от иностранных источников стратегических металлов, таких как никель и хром, достигла 85% и 90% соответственно. Со второго квартала 2025 года стоимость стальных труб для котлов высокого давления выросла на 18% в годовом исчислении из-за резкого роста международных цен на ферромолибден.
В-третьих, инновационные применения и передовые разработки в области бесшовных стальных труб для котлов высокого давления.
В новом энергетическом секторе стальные трубы для котлов высокого давления находят новое применение:
1. Концентрированная солнечная энергетика: Системы аккумулирования тепла с использованием расплавленных солей в солнечных электростанциях башенного типа требуют использования труб из нержавеющей стали марки 321H, которые должны выдерживать коррозию от расплавленных солей при температуре 565 °C. Полевые испытания на проекте Дуньхуан мощностью 100 МВт показали, что годовая скорость коррозии стальных труб отечественного производства в условиях термических циклов снизилась до 0,12 мм/год, что приближается к международным стандартам.
2. Водородное энергетическое оборудование: В установках по производству водорода методом электролиза воды для обеспечения высокого давления используются трубопроводы из дуплексной нержавеющей стали 2205, порог коррозии под воздействием хлорид-ионов которой в три раза выше, чем у нержавеющей стали 304. 3. Атомная энергетика четвертого поколения: Для трубопроводов, предназначенных для транспортировки гелия в высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах, требуются материалы, сохраняющие прочность при температуре 850°C. Научно-исследовательский институт разработал трубу из легированной стали GH3535, прошедшую инженерную проверку.
В-четвертых, Перспективы развития бесшовных стальных труб для котлов высокого давления.
Для достижения целей по «двойному углеродному следу» отрасли производства стальных труб для котлов высокого давления необходимо добиться прорывов в трех направлениях:
1. Генетическая инженерия материалов: создание базы данных «состав-процесс-характеристики». Например, в настоящее время компания разрабатывает «Интеллектуальную систему проектирования микролегирования ванадия» для оптимизации новых формул, обеспечивающих баланс между стоимостью и производительностью.
2. Мониторинг безопасности эксплуатации: Научно-исследовательский институт продвигает технологию неразрушающего контроля с использованием микроволнового излучения, которая позволяет обнаруживать внутренние трещины глубиной до 0,5 мм с чувствительностью в четыре раза выше, чем при традиционном ультразвуковом контроле.
3. Модель циклической экономики: Программа компании по переработке стальных труб заслуживает изучения. Путем корректировки состава она перерабатывает отходы стальных труб для котлов в строительную сталь, достигая коэффициента использования металла в 92%.
Вполне предсказуемо, что с развитием сверхкритических технологий выработки электроэнергии до 700 °C и взрывным ростом водородной энергетики бесшовные стальные трубы для котлов высокого давления откроют новый этап технологических усовершенствований. Ожидается, что компании, которые заблаговременно планируют инновации в материалах, интеллектуальное производство и услуги на протяжении всего жизненного цикла, будут доминировать в будущей перестройке отрасли. Для конечных потребителей, помимо цены, при закупке следует также обращать внимание на более глубокие показатели, такие как данные о прочности стальной трубы и доля инвестиций поставщика в НИОКР. Это будет иметь ключевое значение для обеспечения долгосрочной безопасной эксплуатации оборудования.
Дата публикации: 05.08.2025