对十一五钢管发展的思考

对“十一五”中国钢管行业发展战略的思考出自：中国建材网时间：2006.06.09“十一五”，我国钢管行业发展的总体战略应当是：以科学发展观为指导，以自主创新为核心，以循环经济为目标，以节能环保为重点，在产品开发、设备制造和工艺创新上形成自主知识产权，沿着新型工业化道路向钢管强国的目标迈进。无缝钢管要以重点开发高端产品为主攻方向，研究以节能为目标的短流程现代钢管生产新工艺。从焊管来说，大口径埋弧焊管在管型上应重点发展直缝焊管；螺旋焊管应当着力于技术改造，研究预精焊和全管冷扩径技术，进一步提高产品质量；直缝高频电阻焊管在技术上应强力推行无缝化工艺，向中高档产品领域进军。从行业来说，重点钢管企业要加速联合重组的步伐，要成为生态保护型、循环经济型、产品高档型、自主创新型的现代化工厂。从市场定位来说，就是要以能源工业(石油、天然气、煤炭、电力)用管为着力点，以城市燃气管网用管为承载点，以机械制造和建筑结构用管为支撑点，拉动钢管产业链的延伸和协作分工，立足国内，面向世界。由于各种管型在不同层次的市场上有交叉和重叠的区域，笔者仅就各种管型在发展上的关联问题谈一些看法。无缝管和焊管的关联问题从世界上来看，近15年来，国际上工业发达国家基本上没有新建无缝钢管机组。在这些国家的钢管比例中，无缝管约占30％，焊管约占70％，焊管的比例还在呈上升势头。在产品数量上，我国2005年焊管产量为1567万吨，无缝管为1047万吨，均居世界首位；在产品档次上，我国无缝钢管居于高端层次，处于核心地位，而焊管居于中高端层次，处于高端核心的边缘。以油井管为例，无缝管仍居领军地位。目前，世界ERW油套管产量约400万吨，占油套管总产量的50％。美国用ERW工艺生产的油套管占其总产量的50％以上，日本认为76．8％的油套管可以使用ERW焊管。现阶段，国外ERW套管采用的、已成熟的钢级有H40、J55、N89、L80等。2005年，我国生产油井管约180万吨，其中无缝管162万吨，占90％，ERW焊管18万吨，占10％；而且ERW焊管的钢级基本上是J55级，发展空间很大。目前，大港油田新世纪公司正在开发N80级ERW油套管。当然，我国高端油井管仍是无缝管一统天下。由于板带钢原料产能大大过剩，市场激烈的竞争已成为创新的动力。国内宽带和中宽带生产厂家也在向管线钢、油井管用钢和建筑用耐候钢方向发展。同时，板带卷价格理性回归，目前同一品种规格的石油套管中ERW产品要比无缝管产品每吨约便宜800-1000元，利润的价差也促使ERW焊管向油井管的中高档产品发展，这必然要提高焊管的无缝化工艺水平。建筑钢结构领域仍然以无缝管为主，这是因为建筑用管不仅有强度要求，而且有刚度要求。无缝管具有厚壁的优势，能达到刚度要求，圆形焊管要向钢结构进军，则要发展厚壁用管。目前，Φ114mmERW焊管一般壁厚能达到7mm，大港油田新世纪公司正在开发Φ114mm×11mm的厚壁焊管。ERW焊管机组生产的方矩形管由于壁厚一般在20mm以下，所以用于钢结构的规格以400mm×400mm-200mmx200mm为主，多用作钢结构的杆件。在锅炉管领域，ERW焊管经过无缝化工艺处理后，仍然只能限于用作低中压锅炉管；无缝管稳居高压锅炉管这个层次，但要向核岛用管、超临界点(、例如压力24.2MPa、温度600℃)用管方向发展。焊管生产过程是“冷加工”，而无缝管生产过程是“热加工”，焊管更有利于节能和环保。热轧无缝钢管的生产过程要经历2-3次中间加热、1次穿孔轧制、1次初轧和1次成品热处理，其工艺过程对能源的消耗和对环境所造成的影响，成为实现绿色冶金战略目标必须正视的问题。因此，开展无缝钢管管坯热送技术、连铸圆坯技术乃至无缝钢管短流程工艺技术的研究和开发，是自主创新的重要课题。只有这样做，找们才能大幅降低无缝钢管的生产成本，同时有利于节能和环保，应对焊管低成本的挑战；也只有这样做，才能闯出一条有中国特色的无缝钢管技术发展的道路。直缝焊管和螺旋焊管的管型选择问题在长输管线领域，是重点发展直缝焊管(LSAW)，还是重点发展螺旋焊管(SSAW)?这个问题在西气东输工程开展前夕，有关部门曾开过两次专题研讨会，前一次会议专家一致同意以直缝焊管为主的发展方向，后一次会议又倾向于发展螺旋焊管，提出“以螺旋焊管为主的技术路线”。在西气东输的管型选择问题上，他们最后确定了“螺旋焊管用于一类地区，直缝焊管用于二、三、四类地区”的原则，这实际上规定了这两种管型的市场定位。2005年6月，钢管行业战略发展研讨会在京召开，由于有专家提出了“以螺旋焊管为主，以直缝焊管作为补充”的论点，于是在发展直缝焊管与螺旋焊管问题上又重起争论，至今分歧依然存在。实际上，这个问题已在西气东输工程的实践中明朗化了：石油系统以巨龙公司JCOE直缝焊管为代表，其主要力学性能优于螺旋焊管，已有试验数据可以证明；冶金系统以宝钢为代表，经国家批准建设大口径直缝焊管UOEl422机组，象征着中国埋弧焊管发展的方向。目前，我国螺旋焊管由于设备简单，易于低水平重复建设，产能大大过剩，但东部地区有些企业还在新建，笔者在这里赘述几点看法，仅供参考。螺旋焊管的优点主要有两个：一是可以用窄的板带生产出大口径钢管，而直缝焊管所用的板带宽度与口径之比为3．14，所以直缝焊管的直径受到板带宽度的限制；二是螺旋焊管的成形机组设备简单，建设投资远远低于直缝焊管。当然，它的缺点也较多，主要是：我国SSAW焊接在工艺上缺少预精焊，在成形方法上缺少全管冷扩径工艺，钢管存在一定的残余应力，而直缝埋弧焊管有连续预精焊工序，焊后有全管冷扩径工艺，钢管存在的残余应力小、可靠性大；螺旋焊管的螺旋焊缝余高上的防腐层厚度只能达到管体上的防腐层厚度的2/3，而直缝焊管焊缝余高上的防腐层厚度与管体上的防腐层厚度相同，这就说明埋地后螺旋焊管寿命远低于直缝焊管，这在国外(例如印度)是不允许的；螺旋焊管的螺旋焊缝比直缝焊管的焊缝长许多，而且焊缝是在曲面上焊接，影响焊缝质量，且焊缝检测较难，而直缝焊管的直线焊缝要短得多，其焊缝呈直线而且在一个平面上，其焊接熔融状态较好，焊缝检测较易；螺旋焊管由于成形原理的局限，带钢厚度有限制，一般在20mm以下；螺旋焊管应用范围较窄，不能用于海洋长输管线，也不宜用于寒冷地区、耐酸性地区和海洋平台结构用管等，而直缝焊管壁厚可以达到40mm以上，应用范围也广。用于西气东输主干线工程上的国产螺旋焊管和国产直缝焊管(JCOE)，两者管体冲击功都是190J，但螺旋焊管的焊缝和热影响区夏比吸收能平均值不小于90J，直缝埋弧焊管的焊缝和热影响区夏比吸收能平均值达到180J以上，而且爆破点不在焊缝上，说明直缝焊管的可靠性确实大于螺旋焊管。这也说明西气东输关于螺旋焊管和直缝焊管的管形选择规定符合实际情况。目前，我国陆上油气长输管线大量使用螺旋焊管是石油行业内部市场分配的一种特殊情况，不能以此得出我国应当“以螺旋焊管为主”的结论。2006年，石油系统油气长输管线工程很少，螺旋焊管用量就少了很多。世界上例如美国、欧洲和中东管线管市场还是大量需求UOE直缝焊管。因此，市场定位不仅要看国内某个行业，还要看到国内和国外市场的全局，要“走出去”。这一点已在“十一五”规划中提出，“能源体制改革”是“以提高国际竞争力为目标，以市场改革为方向，深化油气行业改革”。目前，印度对螺旋焊管的技术要求比我国西气东输工程要严格得多，例如防腐层厚度在焊缝和管体上的要求是相同的，而西气东输工程中螺旋焊缝的防腐层厚度允许只有管体上的2/3；加拿大要求螺旋焊管要预精焊及全管冷扩径，而西气东输工程没有提出这个要求。因此，国产螺旋焊管应当重点在技术上进行改造，以赶上世界先进水平。钢管行业现阶段自主创新的重点党中央把自主创新提到国家战略层面，自主创新是“十一五”规划的战略主线，并强调这是保持长期平稳快速发展的重要支撑，是调整经济结构、转变经济增长方式的重要支撑，要努力走出一条有中国特色的科技创新之路。我国钢管行业“十一五”规划的战略主线，应为“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”。笔者认为，钢管行业现阶段自主创新的重点还是应放在“二次创新”上。钢管行业共引进了34套国外先进设备和相关技术，需要消化创新的课题仍很多。例如，直缝埋弧焊管预精焊和全管冷扩径技术如何应用到螺旋焊管的生产工艺中去，以提高螺旋埋弧焊管的质量?ERW焊管的“无缝化”技术、排辊成形技术、FFX成形技术、固态高频焊接技术、浮动式铣边技术等，如何实现国产化?有的企业已开发出直缝埋弧焊管的机械扩径技术，如何继续完成国产化的研究?至于原始性创新技术、集成性创新技术的课题，例如无缝管的圆坯连铸技术、短流程的现代化无缝管轧制技术的开发等，则需要加大自主创新基础性研究的力度。总之，自主创新是中国钢管行业由钢管大国迈向钢管强国的必由之路。