工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管 編制說明

1《工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管》(征求意見稿)編制說明1工作概況根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國標(biāo)委發(fā)[2021]28號文“國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2021年推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)修訂計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知”要求，《工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管》國家標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)由徐工液壓件有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位承擔(dān)，項目編號為20214296-T-605；國家標(biāo)準(zhǔn)外文版項目計劃編號為：W20212071。1.2標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況高強(qiáng)韌性精密冷拔鋼管作為大型和超大型工程機(jī)械必須的高強(qiáng)韌性、長行程液壓缸核心零部件用關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。本項目涉及產(chǎn)品是工程機(jī)械液壓缸，屬于工程機(jī)械核心零部件，直接決定著裝備的性能、水平、質(zhì)量和可靠性。a.產(chǎn)品主要品種、產(chǎn)量及生產(chǎn)廠家產(chǎn)品主要是指工程機(jī)械液壓缸用內(nèi)孔直徑在80~500mm，屈服強(qiáng)度在500~1000MPa，具有精密內(nèi)徑尺寸精度和高表面質(zhì)量要求的冷拔無縫鋼管。國內(nèi)年需求鋼管在500萬噸以上，液壓缸產(chǎn)值達(dá)到1000億元。主要生產(chǎn)廠家包括：徐州徐工液壓件有限公司、江蘇恒立液壓股份有限公司、宜昌中南精密鋼管有限公司、無錫江南高精度冷拔管有限公司、江蘇華程工業(yè)制管股份有限公司、江陰市洪騰機(jī)械有限公司、無錫大金高精度冷拔管有限公司、湖南長沙大力神液壓工程有限公司等。b.產(chǎn)品主要用途及質(zhì)量情況產(chǎn)品主要用途就是制造工程機(jī)械液壓缸。我國工程機(jī)械制造水平居世界前列，已經(jīng)大量出口世界各地，特別是一帶一路沿線各國。但是，我國液壓缸的制造能力還無法完全滿足工程機(jī)械的發(fā)展需要，主要原因是受制于千噸級超大型工程機(jī)械所需的大直徑、高強(qiáng)韌性、焊接性能好的精密無縫鋼管。該材料國內(nèi)原來一直無法生產(chǎn)，全部依賴進(jìn)口。近年來，我國鋼管生產(chǎn)廠家和下游工程機(jī)械用戶聯(lián)合開發(fā)了千噸級超大型工程機(jī)械液壓缸用550MPa、720MPa、900MPa冷拔精密無縫鋼管。該材料大量使用并獲得專家與市場認(rèn)可，以其優(yōu)良特性、精密尺寸等特點(diǎn)，大幅度提高了工程機(jī)械設(shè)備的可靠性，并降低了油缸重量約10%。國內(nèi)工程機(jī)械整機(jī)、液壓缸(包括高精度冷拔鋼管)也大量出口歐美與非洲、亞洲各國，特別是一帶一路沿線國家。該產(chǎn)品與原GB/T32957—2016類似，并增加了對材料屈強(qiáng)比、殘余應(yīng)力試驗要求。試驗水平達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。產(chǎn)品的試驗設(shè)備均為常用鋼管試驗設(shè)備與儀器，附錄A增加了環(huán)切法測量鋼管殘余應(yīng)力方法。2本標(biāo)準(zhǔn)項目符合《中國制造2025》和《2021年國家標(biāo)準(zhǔn)立項指南》之核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之強(qiáng)化基礎(chǔ)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求；《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》：實(shí)施工業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升工程--系統(tǒng)制修訂液壓件等基礎(chǔ)零部件標(biāo)準(zhǔn)。1.3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)由徐州徐工液壓件有限公司、(其余暫略)等單位共同起草。主要成員：(暫略)。1.4主要工作過程起草階段：2021年10月20日，接到標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)后，全國鋼標(biāo)委鋼管分委員會秘書處單位冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院組織各起草單位成立了起草工作組，由徐州徐工液壓件有限公司為組長單位，負(fù)責(zé)主要起草工作。標(biāo)準(zhǔn)編制工作組相繼開展了工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管的科研、生產(chǎn)和市場需求調(diào)研，主要工作過程如下：①開展國內(nèi)外相關(guān)工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管制造工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、采購協(xié)議等技術(shù)資料的收集和對比分析工作。②分析討論國內(nèi)外工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管的材料等級,化學(xué)成分,力學(xué)性能,非金屬夾雜物,無損檢測,幾何尺寸精度等技術(shù)指標(biāo)。③結(jié)合徐工集團(tuán)工程機(jī)械液壓缸用冷拔鋼管開發(fā)應(yīng)用情況,并調(diào)研三一重工、中聯(lián)重工等大型工程機(jī)械企業(yè)對鋼管的特性技術(shù)要求。④在上述工作基礎(chǔ)上，確立編制標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方案,制定原則、標(biāo)準(zhǔn)框架、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容。⑤主編單位于2023年5月完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明的起草。征求意見階段：2023年5月22日，全國鋼標(biāo)委鋼管分委員會秘書處將征求意見稿發(fā)全體委員及相關(guān)單位正式開展征求意見，共計發(fā)函67家單位，并在國標(biāo)委和“鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)”網(wǎng)公開征求意見。至意見反饋截止時間，共計收到家單位反饋的條意見。編制組對反饋意見進(jìn)行認(rèn)真研究和討論后，并進(jìn)行了匯總處理，采納條，部分采納條，未采納條。于2023年月提出了標(biāo)準(zhǔn)的送審稿，報全國鋼標(biāo)委鋼管分技術(shù)委員會秘書處。主要起草人主要起草人：王家聰、(其余暫略)。其中徐州徐工液壓件有限公司研究員級高級工程師王家聰擔(dān)任編制組組長。承擔(dān)工作如下：(1)調(diào)查與分析工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，作為液壓缸制造企業(yè)，徐工集團(tuán)對影響工程機(jī)械精密冷拔管的原材料更加關(guān)注。國內(nèi)一直沒有專門用于工程機(jī)械使用的高強(qiáng)韌性冷拔材料，為此，他們與衡陽華菱鋼管公司、湖北新冶鋼鋼管公司廣泛交流合作，聯(lián)合開發(fā)出適合工程機(jī)械液壓缸使用的冷拔精密鋼管新材料，并且發(fā)揮自身作為液氣密行業(yè)協(xié)會副理事長單位的優(yōu)勢，廣泛與液氣密行業(yè)協(xié)會的液壓缸制造廠家、主機(jī)廠家進(jìn)行交流，致力于我國工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管技術(shù)的發(fā)展，滿足工程機(jī)械行業(yè)需求，提高鋼管質(zhì)量一致性、穩(wěn)定性、提高工程機(jī)械液壓缸的可靠性，建設(shè)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國。(2)積極向國標(biāo)委提出建議和申請，編制《工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管》國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范產(chǎn)品的選材、生產(chǎn)、檢測和驗收，帶動行業(yè)的規(guī)范發(fā)展。3(3)組織編寫《工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管》國家標(biāo)準(zhǔn)各階段標(biāo)準(zhǔn)文本(草案、征求意見稿、送審稿)，廣泛聽取行業(yè)專家意見，修改和完善標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。(4)驗證標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的科學(xué)性，以及與應(yīng)用領(lǐng)域的可行性。2標(biāo)準(zhǔn)編制原則根據(jù)工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管的生產(chǎn)情況和使用要求，制訂以下編制原則：采標(biāo)原則：參照相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，其指標(biāo)應(yīng)不低于國家標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水平；先進(jìn)原則：充分考慮國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展方向和國內(nèi)工程機(jī)械液壓缸用精密內(nèi)徑無縫鋼管的產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量水平；合理原則：綜合考慮生產(chǎn)成本及原料資源的供應(yīng)情況，應(yīng)既符合生產(chǎn)實(shí)際情況又能最大限度滿足使用要求，提高標(biāo)準(zhǔn)的市場適應(yīng)能力；貿(mào)易原則：標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為促進(jìn)產(chǎn)品的國內(nèi)外貿(mào)易創(chuàng)造條件。規(guī)范性原則：標(biāo)準(zhǔn)的編制嚴(yán)格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求編寫。3采標(biāo)情況目前國外沒有類似的標(biāo)準(zhǔn)，希望通過新標(biāo)準(zhǔn)的制定，引領(lǐng)國內(nèi)新材料的研發(fā)，推動制定國際標(biāo)準(zhǔn)，支撐國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)更好的服務(wù)一帶一路國家戰(zhàn)略。國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T32957-2016《液壓和氣動系統(tǒng)設(shè)備用冷拔或冷軋精密內(nèi)徑無縫鋼管》，主要技術(shù)內(nèi)容差異包括以下幾點(diǎn)：(1)適用范圍不同：GB/T32957-2016適用于常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的液壓和氣動系統(tǒng)設(shè)備，本標(biāo)準(zhǔn)適用于超大型工程機(jī)械液壓設(shè)備。(2)材料不同：GB/T32957-2016涉及牌號20、45、Q345B、25Mn、27SiMn，這些材料強(qiáng)度偏低。為了滿足工程機(jī)械的輕量化需要，國內(nèi)工程機(jī)械大量使用含V、Al等細(xì)化晶粒、提高產(chǎn)品韌性、改善材料焊接性能的新材料，國內(nèi)最大、世界前4的工程機(jī)械行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)——徐工集團(tuán)已經(jīng)開發(fā)出XG550、XG720、XG900等高強(qiáng)韌性新材料，滿足工程機(jī)械特別是超大型工程機(jī)械的特殊需要。(3)內(nèi)孔與壁厚精度要求不同：GB/T32957-2016規(guī)定的高精度冷拔鋼管內(nèi)孔橢圓度都在±0.20mm~±0.60mm，無法滿足工程機(jī)械行業(yè)的加工要求。內(nèi)孔尺寸精度高是冷拔管的最主要的特征，沒有內(nèi)孔的高精度指標(biāo)，也就無法體現(xiàn)高精度冷拔鋼管的優(yōu)勢。GB/T32957-2016壁厚允許偏差也不能滿足工程機(jī)械要求，工程機(jī)械使用的鋼管都是高強(qiáng)度薄壁鋼管，一般壁厚都在10mm~20mm，壁厚偏差需要在±5%以內(nèi)，與GB/T32957-2016規(guī)定的±7%還有不小差距。(4)彎曲度要求不同：GB/T32957-2016對鋼管全長直線度的最高要求是0.03%，現(xiàn)在大量使用的工程機(jī)械液壓缸都是定尺長度8m~14m，整支使用，要是按照這個彎曲度鋼管整支彎曲在4mm都是合格的，不能滿足工程機(jī)械加工要求。新標(biāo)準(zhǔn)要求的直線度是0.2~0.5mm/m，整支mm4(5)性能要求不同：工程機(jī)械在使用過程中，會應(yīng)對各種特殊工況，對材料的沖擊性能要求很高，包括零下40°C的設(shè)備使用工況、材料的殘余應(yīng)力、材料的屈強(qiáng)比等要求，GB/T32957-2016中的材料無法滿足要求?；谝陨喜町悾瑔为?dú)制定《工程機(jī)械液壓缸用精密無縫鋼管》。4標(biāo)準(zhǔn)的編制內(nèi)容說明4.1交貨狀態(tài)、訂貨內(nèi)容參照GB/T32957—2016《液壓和氣動系統(tǒng)設(shè)備用冷拔或冷軋精密內(nèi)徑無縫鋼管》編寫。GB/T32957-2016作為原液壓和氣動系統(tǒng)設(shè)備用冷拔或冷軋精密內(nèi)徑無縫鋼管通用標(biāo)準(zhǔn)，交貨狀態(tài)與訂貨內(nèi)容方面已經(jīng)滿足供需雙方要求了。4.2鋼管內(nèi)徑與壁厚工程機(jī)械液壓缸特別是大噸位工程機(jī)械，液壓缸內(nèi)徑都在80mm以上，所以我們把內(nèi)徑范圍確定為80mm~500mm。本標(biāo)準(zhǔn)作為工程機(jī)械液壓缸的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，在編寫過程中，主要以滿足用戶要求為宗旨。超過本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格范圍的，可以雙方協(xié)商解決。4.3鋼管內(nèi)徑尺寸公差冷拔鋼管作為工程機(jī)械液壓缸的加工原材料，內(nèi)徑尺寸公差越小越好，GB/T32957-2016規(guī)定的高精度冷拔鋼管內(nèi)孔橢圓度在±0.20mm~±0.60mm，無法滿足工程機(jī)械行業(yè)大口徑液壓缸的加工要求。內(nèi)孔尺寸精度高是冷拔管的最主要的特征，沒有內(nèi)孔的高精度指標(biāo)，也就無法體現(xiàn)高精度冷拔鋼管的優(yōu)勢。新標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)孔橢圓度在±0.10mm~±0.40mm，精度提高了20~50%。4.4壁厚偏差GB/T32957-2016壁厚允許偏差也不能滿足工程機(jī)械要求，工程機(jī)械使用的鋼管都是高強(qiáng)度薄壁鋼管，一般壁厚都在10mm~20mm，壁厚偏差需要在±5%S以內(nèi)，與GB/T32957-2016規(guī)定的±7%還有不小差距。通過與國內(nèi)幾個主要冷拔管生產(chǎn)企業(yè)與工程機(jī)械液壓缸制造企業(yè)交流，本標(biāo)準(zhǔn)最終確定的壁厚偏差±4%S~±6%S，精度提高了25~50%。工程機(jī)械液壓缸對長度范圍要求，本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T32957-2016，長度更改為3000mm~18000mmm，提高了50%。針對超長工程機(jī)械液壓缸對直線度的要求，本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T32957—2016相比，精度提高了50%。本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T32957—2016一樣，規(guī)定鋼管內(nèi)徑的不圓度應(yīng)不大于鋼管內(nèi)徑公差的80%。由于鋼管內(nèi)徑公差精度提高了20~50%，同樣，不圓度精度也提高了20~50%。4.8技術(shù)要求①鋼的牌號和化學(xué)成分GB/T32957—2016中的部分材料，如20、45、25Mn、27SiMn已經(jīng)很少在工程機(jī)械液壓缸中5使用，工程機(jī)械液壓缸對材料的強(qiáng)度、韌性、焊接性能有更高要求，本標(biāo)準(zhǔn)中工程機(jī)械液壓缸用的材料種類是目前正在使用的材料及新開發(fā)的材料，包括：GJ450B(C、D、E)、GJ550B、GJ550D、GJ550E、GJ720、GJ850。根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明，可供其他牌號的鋼管。②制造方法本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T32957—2016一樣，鋼應(yīng)采用電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐加爐外精煉、真空脫氣處理。③力學(xué)性能該表格數(shù)據(jù)原GB/T32957—2016里有的就繼續(xù)沿用原標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，原標(biāo)準(zhǔn)沒有的，全部由實(shí)驗數(shù)據(jù)獲得。④屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比要求是該標(biāo)準(zhǔn)在同類標(biāo)準(zhǔn)中第一次提出，GB/T32957—2016中沒有此要求。由于新材料中使用了調(diào)質(zhì)鋼管，增加了此項試驗要求。⑤殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)在同類標(biāo)準(zhǔn)中第一次提出，GB/T32957—2016中沒有此要求。工程機(jī)械液壓缸對冷拔管殘余應(yīng)力需要進(jìn)行控制，附錄A給出了環(huán)切法檢測殘余應(yīng)力的方法。5主要實(shí)驗(或驗證)結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果本標(biāo)準(zhǔn)主要是在對工程機(jī)械液壓缸用冷拔精密內(nèi)徑無縫鋼管的生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢驗等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與總結(jié)基礎(chǔ)上制定，當(dāng)前行業(yè)主要生產(chǎn)廠家的現(xiàn)有控制水平能夠達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，部分廠家通過采取一定技術(shù)措施提高產(chǎn)品質(zhì)量后也能夠達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大產(chǎn)品的市場應(yīng)用。6標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。7預(yù)期達(dá)到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況目前，國內(nèi)外均沒有類似的鋼管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)中工程機(jī)械結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)韌材料最高屈服強(qiáng)度為520MPa，現(xiàn)有材料的強(qiáng)度、韌性與焊接性能都無法滿足超大型工程機(jī)械需求。由于國家標(biāo)準(zhǔn)的缺失，各個油缸企業(yè)的技術(shù)要求無法統(tǒng)一，給國內(nèi)鋼廠