中国无缝钢管行业发展与未来思考.ppt

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1、1,1,中国 . 济南 2016年10月,中国无缝钢管行业发展与未来思考,中,（中国钢结构协会钢管分会） 庄钢 陈洪琪,经过近15年的快速发展，中国钢管的产量已接近历史的顶峰，其中无缝钢管的产量已达到了峰值平台区；钢管的生产技术装备已处于世界先进水平，部分装备达到世界领先水平；钢管的品种、质量有了很大的提升，除极少部分产品还需要进口外，绝大部分产品完全可以满足国内各方面的需要并出口到国外；中国钢管的发展为国民经济建设做出了重要贡献，同时也为世界经济的发展做出了贡献。但是随着钢管的快速发展，行业也积累了一些深层次的矛盾和问题，有些矛盾和问题已经严重阻碍行业的发展。 十三五期间，随着钢管的产量达到

2、了峰值平台区，中国钢管行业将如何发展？借本次年会的机会，与各位同行交流一下我们在产品和工艺技术方面发展的一些想法，请大家批评指正。,前 言,内 容 提 要,一、中国钢管行业的快速发展,二、中国钢管行业出现一些新的变化,3、,三、十三五期间我国钢管产品发展思考,4、,五、结 语,四、十三五期间钢管工艺技术发展思考,一、中国钢管行业的快速发展,1、产量的发展 （1）钢管产量发展的走势,快速发展，我们也积累了一些深层次矛盾和问题，,2015年产量9827万吨，同比增长10.98%,一、中国钢管行业的快速发展,1、产量的发展 （2）焊接钢管产量发展的走势,2015年产量6969万吨 同比增长20.30

3、%,一、中国钢管行业的快速发展,1、产量的发展 （3）无缝钢管产量发展的走势,快速发展，我们也积累了一些深层次矛盾和问题，,一、中国钢管行业的快速发展,序号6：2000-2015年我国钢管产量从1000万吨快速增长到约9828万吨，增长了近10倍。其中 2000-2005年是增长最快的5年，年均增长24.4%，其中2003年增长最多，达到41.78%。,一、中国钢管行业的快速发展,2、进出口情况 2.1 进口量 （1）钢管进口量,一、中国钢管行业的快速发展,2.2 出口量 （1） 钢管出口量,一、中国钢管行业的快速发展,2.2 出口量 （2） 焊接钢管出口量,一、中国钢管行业的快速发展,2.2

4、 出口量 （3） 无缝钢管出口量,一、中国钢管行业的快速发展,3、装备的发展 （1）焊接钢管装备发展 2000-2014年我国建设直缝埋弧焊接钢管机组35条，产能超过700万吨。下图是宝钢引进的德国梅尔公司的C成型机、U成型机和O成型机。,一、中国钢管行业的快速发展,3、装备的发展 （1）焊接钢管装备的发展 2000-2014年，我国新建406以上HFW高频直缝电阻焊管机组超过 30套，产能约550万吨。新建了9条带有预精焊的螺旋焊管生产线。,3、装备的发展 （2）无缝钢管装备发展 2000-2014年我国新建热轧无缝钢管机组146台/套。包括精密（A-R)和斜轧管机组58台/套、三辊轧管（A

5、ssel)机组29台/套、自动轧管机组32台/套、连轧管机组27台/套（其中最先进的三辊连轧管机组18套）、挤压管机组7台/套、周期式轧管机组5台/套；穿孔+冷轧/拔机组超过200台/套;新增产能超过了3000万吨。 从右图中可以看出热轧无缝钢管主要产能增长是在2003 -2012年，其中高峰期是在2005-2012年， 2009年增长最多，共投产新建机组28台（套），产能408万吨。,一、中国钢管行业的快速发展,一、中国钢管行业的快速发展,3、装备的发展,一、中国钢管行业的快速发展,3、装备的发展,快速发展，我们也积累了一些深层次矛盾和问题，,一、中国钢管行业的快速发展,4、产品开发 （1）

6、油井管产品开发 近十多年来我国油井管在深井、超深井套管（8408米）、超高韧性钻杆(8038米）、高抗挤套管（160TT)、稠油热采井用套管（125H)、高抗腐蚀油井管(C110、125S（ 120S）)、高密封性能的特殊螺纹接头油井管等高端产品取得了显著的成绩。在抗腐蚀材料方面的开发包括：3Cr、 5Cr、13Cr、sup13Cr、双相钢（25Cr、27Cr)、镍基合金等也取得了重大进展。近年来又一抗腐蚀性能优异的钛合金油井管也研发成功并下井试用。,一、中国钢管行业的快速发展,4、产品开发 （2）管线管产品开发 在满足西气东输开发X70、X80高钢级管线管的基础上，近年来又开发出X90、X1

7、00钢级以及大壁厚（31.8mm）、抗大应变、抗氢致开裂（HIC）、抗硫化物应力腐蚀（SSC）、抗低温等管线管新品种；另外，南海深水天然气开发项目用大口径、大壁厚外输海底（UOE/JCOE）直缝埋弧焊管线管的研发也获成功；焊接管线管的品种开发取得显著进展。,一、中国钢管行业的快速发展,4、产品开发 （3）、电站用钢管技术跃居国际先进行列 近年来，我国已建成600蒸汽参数超超临界火电机组约1.224亿千瓦（141台机组），占全球同类装机的80%（2013年底）。如今，国产高压锅炉管国内市场占有率从不足30%跃升到90%，并实现批量出口（电站装备也进入国际市场）。 我国实现了600超超临界机组全套

8、钢管的大批量供货能力，使我国电站用钢管技术跃居国际先进行列，管材包括T/P系列： T22/23/24 、T/P91、 T/P92、T/P122、G115P等；不锈钢系列： TP347H、 Super304H、 HR3C等，保障了国家能源安全和能源战略发展。（4）核电用钢管产品开发我国已成功批量生产CPR1000/AP1000/EPR百万千瓦级压水堆核电站蒸发器690U形合金传热管。2014年4月，新一代690合金U形管首批产品交付世界上功率最大的核电机组国家重点示范工程CAP1400核电机组，这表明我国核电技术及关键设备制造能力跃居国际先进水平（ 800U形合金传热管也实现出口）。,一、中国钢

9、管行业的快速发展,4、产品开发 （5）、海洋工程用管 低温、超低温管：运输液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）等船用压力管，2.5Ni、3.5Ni、9Ni； 海洋钻井平台结构用高性能钢管(含桩腿管） ：X80Q、 X100Q 海底管线管：X52-X70 隔水套管： X80、 超长打桩管：管长150米，,一、中国钢管行业的快速发展,4、产品开发 （6）、高压油管 航天、航空、舰船、高铁、汽车、机器设备等用高压油管 （7）建筑结构用管（高强度） 包括方矩形管、电网铁塔用管 Q390、Q420、Q460、Q490、 Q550、 Q690、 （8）双金属复合管产品开发 冶金复合（堆焊、离心浇铸，

10、然后挤压或轧制）新兴铸管 爆炸复合 机械复合（扩/拔/旋压、液压） 新型的复合工艺复合面达到冶金复合的结合强度,二、中国钢管行业出现一些新的变化趋势,1 、 2016年焊管产量与无 缝管产量增 长继续呈两极分化趋势,继2015年焊接钢管与无缝钢管产量增长呈两极分化以来，2016年这一趋势继续延续，只不过焊接钢管的增速呈大幅度下降，1-8月份焊接钢管产量4666.5万t （房屋建筑用水煤气管；结构用管、地下管网建设、替代无缝管等拉动）， 同比增长7%，（去年同期增长19.7%，增幅同比下降了12.7%）； 无缝钢管产量1815.9万t，同比下降1.47%，焊接钢管与无缝钢管产量继续呈两极分化。,

11、二、中国钢管行业出现一些新的变化趋势,2、2016年无缝钢管出口继续呈下降，焊管出口增速大幅度下降,继2015年无缝钢管出口同比下降14.39%（油井管同比下降了31.54%），2016年1-8月份无缝钢管出口293.57万吨，同比继续下降2.77%。其中管线管出口138.63万吨，同比下降了7.71%；油井管出口91.21万吨，同比增长3.25% 。,焊接钢管出口317.14万吨，比上年同期增长了4.15%,与去年同期增长18.41%相比，增速下降14.26个百分点。其中管线管出口87.11万吨，下降了23.38 ； 406其它普碳焊管出口92.54万吨，增长14.25%。,二、中国钢管行业

12、出现一些新的变化,近年来油井管、长输管线管、煤矿用支柱管管等需求都有较大幅度的下降，其中油井管的下降幅度最大，累计超过了50%。 （因原油价格始终在低位震荡，使油气开采的投资呈大幅下降，在美国，开工钻机数从2014年末1924台降至2015末的650台、2016年5月初415台、9月9日508台，下降了73.6%，同比也下降了40%，这使油井管市场的需求大幅度减少）。 汽车用管、镀锌管、结构用管、热力管线、燃气管线等需求增长 国内油井管生产企业遭重创，多数企业出现严重亏损,3 、钢管的品种结构发生了较大的改变,能源用管需求大幅下降，汽车用管、镀锌管、结构用管、地下管网用管需求上升,二、中国钢管

13、行业出现一些新的变化趋势,4、钢管价格触底反弹但仍处低位 2015年以来，钢材价格一致处于跌跌不休的趋势，至2016年2月触底反弹，但目前仍处在低位震荡。 国内市场八个监测品种中，热轧无缝钢管的价格指数，从去年年底的53.90，升至10月上旬的66.24，升幅为12.34%，仍是八个品种中价格指数最低的，也是升福最低的。多数品种升幅达到了20%，倒数第二位的螺纹钢升幅也达到了17.51%.,二、中国钢管行业出现一些新的变化,5、 焊管进一步取代部分无缝钢管 由于焊接技术的进步和板材质量的提高，使得焊管产品可以进一步取代一 部分无缝钢管产品，例如低中档产品，甚至一部分高端产品，如套管（ H40、

14、 J55、K55、N80、P110、部分抗击毁套管）、汽车用管（液压缸体管等）、化工用管（复合双金属耐腐蚀管）、中低压锅炉管和核电站内常规岛部分用管、起重机械吊臂低合金管等。从这样一个趋势看，只要焊管能够替代的产品，无缝钢管都要逐步退出来。（价格、内外表面质量、圆度、壁厚精度、大径壁比、大直径）,下表是近十年来焊接钢管占比%的趋势,二、中国钢管行业出现一些新的变化趋势,6、企业之间经营分化进一步加剧 去年以来，钢管企业之间经营分化进一步加剧，国企经营状况总体不如民企；一些国有大中型钢管企业效益普遍下降，但也有部分企业由于产品及经营策略上的差异化，仍然保持较好的经营业绩和盈利水平。 另一方面经营

15、分化也表现在无缝管企业与焊管企业的分化，总体看，无缝钢管企业经营更加艰难。（停产产线产能超过1000万吨） 一部分企业由于产品上的同质化竞争，经营非常艰难。在国家“去产能、去杠杆”的作用下，部分企业由于银行限贷、抽贷的影响，资金出现了问题，导致部分产线停产甚至全面停产。部分企业生存难以为继，面临被淘汰出局的危险。,三、 “十三五”时期钢管产品发展思考,1、 主要发展目标 钢管产量：“十三五”末，钢管产量控制在1亿吨以内； 其中， 无缝钢管2800万吨左右；焊管7200万吨左右。 钢管出口量：钢管出口量力争达到1000万吨左右， 占钢管产量的10%左右； 其中，无缝钢管400万吨左右；焊接钢管6

16、00万吨左右。 品种质量：产品质量明显提高，稳定性增强，满足重点领域和重大工程需求，支撑下游行业转型升级和战略性新兴产业发展。专用管比例和国产化水平不断提高，石油开采油井管的国产化率已达到98%以上，能源输送用管线管国产化率达到98%以上，机械制造用管的国产化率达到98%以上，建筑行业用管的国产化率达到99%以上，各类锅炉用管的国产化率达到90%。 节能减排：“十三五”期间，热轧无缝钢管 的能耗水平达到钢材热轧产品的平均能耗水平；生产过程中产生的废水、粉尘回收利用，并实现达标排放或零排放。 冷拔、冷轧无缝钢管及各类镀锌管产品生产过程中产生的废水、废酸，废气力争百分之百回收利用，并实现达标排放或

17、零排放。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2 、调整产品结构，加快产品升级. 2.1油井管 2.1.1高性能油井管- （1）超高强度高韧性套管 塔里木和川渝地区的深井超深井，在批量采用140V、150V、155V的基础上，未来预计会使用170V (或165V冲击功达到120J)。 （2）超高强度高韧性钻杆(钻柱构件的韧性必须满足“先漏后破”准则，) 塔里木和川渝地区都需要开钻一批8000米左右的超深井，需要配备150D、165D、 165D低温、170D钢级高韧性钻杆,2.1.2 抗H2S腐蚀高强度油井管 （1） 抗H2S腐蚀油套管 十三五期间，为了满足西部深井、超深井含硫气田的需求

18、，国内企业还要积极开发125S（120S)、125SS(120SS)钢级的抗H2S应力腐蚀的油套管。 （2）抗硫钻杆 按IRP标准国内已经开发出了为SS105钢级的抗硫钻杆，我国含硫气田急需120SS抗硫钻杆,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.1.3 耐蚀合金及不锈钢油套管,为了满足油气开采在高含CO2/H2S或H2S或CO2环境中服役的性能要求，国内钢管制造企业“十一五、十二五”期间已为油田开发出了13Gr、超级13Gr马氏体不锈钢油套管；随后又开发了G3、825、028、2535、2250、2242、等牌号的铁镍基合金油套管，并已批量供货。近一两年来，根据油田发展的需求正在开发

19、双相钢（22 Cr）、超级双相钢（25 Cr），未来还要开发特超级双相钢（27 Cr）油套管。,日本新日铁住金选材图,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.1.4 钛合金油井管 钛合金具有低密度、高强度和耐腐蚀等性能，被广泛应用于航空、航天、军工、汽车等领域。近期在国内陆地油田正在试用钛合金油管，未来还将开发钛合金钻杆（用于海洋勘探），钛合金管材的优良性能将被广泛用于油气开采和输送。,2.1.5 稠油热采用管 针对火驱稠油热采方法，要求450-600高温使用环境及抗氧化腐蚀、抗二氧化碳腐蚀特性的9Cr热采用套管以及基于应变设计来选材开发，将是未来的发展。,三、 “十三五”时期钢管钢管产

20、品发展思考,2.1.6 页岩气开采用油井管 （1）对钻杆的性能的要求 钻杆以极短的弯曲半径（0.3m）通过转向器（Whipstock）实现从垂直方向到水平方向的转向。钻杆在弹塑性状态工作，必须有很高的弹性极限和良好的塑性、韧性。,（2）对套管性能的要求 该产品应具有良好的抗内压及密封性能；水平及延伸部分能承受拉、压、扭循环载荷作用，良好的弯曲变形能力（高的狗腿度）；良好的耐热应力/应变性能（注水和生产过程中温度变化很大）；良好的气密封性和抗腐蚀性能（长期开采，储气层往往成酸性）；页岩气也是未来大规模开发的储备产品。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.1.7 特殊螺纹接头 我国特殊螺

21、纹接头的发展已有近二十年的历史，已开发的特殊螺纹接头超过40种，据统计国内生产的特殊螺纹接头油管和套管已占国内油田需求量25-30，近期和未来国内特殊螺纹接头制造先进企业，为了满足ISO13679-2011版的要求，开发新一代高性能特殊螺纹接头，未来特殊螺纹接头油管和套管在品种和占比上还将继续增长。,2.1.8 经济型套管 据国家新一轮油气资源评价预测，中国煤层气的含气面积约有41.5万平方公里，深度在2000米以上的煤层气总资源量达36.8亿立方米，其中，可开采资源量约10.9万亿立方米。目前全国累计探明的储量约1130亿立方米，探明率仅为0.27%，还存在着巨大的勘探开发潜力。煤层气开发采

22、用低成本战略，大量使用经济型低端油套管。国内已经考虑要采用H40或比H40更低的钢级。鄂尔多斯盆地油气区大部分区块属于低压（气藏平均压力系数0.850.97MPa/100m）、低渗（渗透率为0.154毫达西）岩性圈闭气藏，且非均质性强，降低开发成本是该气田取得经济效益的关键。预计长庆油田每年打井上万口，大量需要低成本、经济型的油套管，如J级或H40或更低钢级的油套管。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.1.9 膨胀管： 膨胀管技术是石油钻采方面的核心技术，其应用将是一场能源钻采行业的技术革命，在海洋能源开采上具有特殊优势。目前，国内已开发出80钢级膨胀率达18%的LSX-80 热张

23、力减径电焊管，国外公司相继开发出95钢级膨胀率达25%以上的膨胀套管新产品。,天津前云东方能源科技有限公司,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.2 连续管 （1）连续油管超大管径、精细化、智能化是连续油管未来重点发展方向。 随着国内页岩气的大开发，专为压裂作业而设计的超大管径连续油管，则可实现大排量连管喷砂射孔、分段压裂等作业，是未来的发展趋势。（连续管主要应用于冲砂、洗井、投捞、除垢、气举排液、完井、钻井等常规作业）。,不锈钢连续油管（316、316L、304、双相不锈钢），外径3/8in（9.525mm）31/2in（88.9mm）,壁厚1.9mm7.6mm，长度可根据客户需求达

24、到万米以上任意长度，耐压最高103.4Mpa。,宝鸡钢管公司低合金钢CT80、CT90、 CT110（外径88.9mm，长度8000M）连续油管产品已成功用于油田并出口国外。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,(2)连续管线管 连续管线管是海洋工程用管（海底管线管）和油田地面建设工程集油管线、采气管线、注水管线的敷设用管的发展方向。,我国2010年6月在南海北部湾涸洲6一1项目中成功铺设了第一条12km、3in连续管线管, 这条连续管线管的铺设和应用为海洋边际油气田开发提供了新思路，随着海洋油气资源开发的不断深入发展，必将成为海底管道一个重要的发展方向。,三、 “十三五”时期钢管钢管产

25、品发展思考,2.3 工程机械行业用管升级方向 近几年，国内工程机械行业发展较快，特别是其对关键零部件的要求更高。例如，起重机臂架对钢管材料的要求，钢级要达到Q770甚至Q890及以上， Q770 的-40的冲击功达到100J。（主要应用于起重机、装载机、挖掘机、旋挖机等）。因此，国内工程机械、液压缸、机床等行业期待用精密无缝钢管向高可焊性、高强度、高韧性（较高的低温冲击韧性）、高精度、低成本的低合金管，轻量化方向发展。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.4 建筑结构业用管产品升级方向 钢管结构是一种新型的节能环保建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”。它是一种质量小、强度高、抗震性

26、能好、节能环保并能循环使用的承重钢管结构，符合我国发展节能建筑和经济持续健康发展的要求。2016年2月4日，国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见明确提出，推广钢结构建筑、结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施，开展钢结构建筑推广应用试点，大幅提高钢结构的应用比例。 “十三五”期间，各类圆形、方矩形、异形钢管的开发生产，要不断满足我国超高层建筑、大跨度空间（体育、会展场馆、高铁站、航站楼等）、房地产、公路、铁路和其他基础设施建设对中高端建筑用管的大量需求。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.4 建筑结构业用管产品升级方向 热成型方矩形管具有抗扭强度高、稳定性好等优点，

27、已在首都新博物馆以及广州新白云机场主楼、连接楼、连接桥、指廊等钢结构中得到了大量应用；方形管最大截面达500mm500mm22mm、500mm500mm16mm，矩形管最大规格为500mm300mm16mm。目前，上述3种规格的方矩形管均从国外进口。 焊接方矩形管（冷弯）生产，目前受到生产装备的限制。大多数方矩形管企业，生产线多是轻载荷装备，其设备的刚度、强度均不能满足高强钢的需要（多数企业连Q345级别都不能生产）。未来，有条件的企业要加快设备改造，开发出市场需要的Q390、 Q420、 Q460 钢级的产品。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.5 海洋工程用管升级方向 海洋工程

28、用管主要包括：（1）海水淡化用管材、海洋油气工程用管和海底管线管。其中，海水淡化用管材又包含传热管铜镍合金管、铜镍铁锰合金管、钛管等。以单机产水规模4.55万m3/dMSF（多级闪蒸法）海水淡化装置为例，32mm1mm 传热管的传热面积为122150，传热管用量1000吨。另外，使用少量304（用于蒸汽主管道）、316L（用于喷淋管道）、双相钢（如2507，用于高压管道）等材质钢管。海水淡化用管材料的发展方向为工业纯钛管和双相不锈钢钢管。 （截至2014年底，中国已建成的海水淡化工厂112个，产水规模为日产92.69吨，国内分布主要分布北方沿海，天津海水淡化产业发展位列全国之首占41%、河北和

29、浙江分别占18%、辽宁12%、山东11%）。,以色列Ashkelon（左图）和新加坡SWRO海水淡化厂使用的能量回收装置（DWEER，SAF 2507双相不锈钢材质）,中东地区的海水淡化工厂,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.5 海洋工程用管升级方向 （2） 海洋油气输送用管：包含运输液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）等船用压力管。其中，2.5Ni、3.5Ni、9Ni、36Ni 超低温钢（-165-60 ）、铝合金是现阶段的发展方向。 （3）“海洋工程”构造中用的“钢管”（如导管架、钻井架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、模块支架、直升机平台、火炬塔架等），具有规格多、材质高

30、、比较杂，有同径、异径，不同壁厚，还有大量的Y、K、T 型的管节点（如导管架、钢桩、井口隔水套等）的特点；海洋平台用的桩柱管、桩腿管，采用X80Q、X100Q 钢级管线管。深海钻井隔水套管目前正在向更高强度级别的X100 和X120 等发展。另外，具有高性能的钛合金、铝合金也逐渐被用于深海钻井隔水管中，并且很好地满足了使用要求。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.5 海洋工程用管升级方向 （4） 海底管线管的入口压力超过20MPa（陆上最高13MPa），管线材料采用X60、X70、X80钢级，部分将采用X100 钢级高强度钢、X120钢级超高强度钢；规格上向着大口径、大壁厚发展（近

31、期建成投产的穿越波罗的海的输气管道使用X70，管径1219mm，最大壁厚达到41mm）；使用性能要求抗大变形、抗压溃和曲屈、较高的抗疲劳性；未来海洋用管材质的开发方向为输送液态硫化氢的双相钢、超级双相钢，而目前海上LNG 输送管道的开发还是世界性的难题。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.6 电网及风电铁塔用管升级方向 国家电网公司110（66）千伏及以上在建（包括已投产和新开工）线路工程中大量应用了钢管塔，采用的管材主要是高频直缝焊管（ERW/HFW）和直缝埋弧焊管（SAWL），其材质为Q345、Q390、Q420和Q460等。近年来,特高压骨干网铁塔多采用Q420和Q460低合

32、金高强度钢管。 2015年2020年，预计我国平均每年的新增风电装机容量将达到1800万千瓦，我国风电机组整机和主要零部件制造商将迎来长期稳定的发展时期。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.7火电和核电用钢管升级方 我国优化能源结构和实现国家节能减排战略目标的根本举措是重点和优先发展高参数大容量超超临界火电机组和百万千瓦核电机组。火电燃煤机组实现 700超超临界发电技术的自主化，锅炉管研发升级方向应是更高层次的高端耐热管（满足700 的耐热合金材料，其他关键部件如高温转子、气缸、叶片等）。 核电用管向着新一代690U 型传热合金管及大口径主管道的研发。 尽管国内无缝钢管企业可以生产

33、满足国内90%以上品种的火电、核电用管需求，但我们在研发能力及产品质量稳定性方面仍有很大的提升空间。,三、 “十三五”时期钢管钢管产品发展思考,2.8 双金属复合管产品开发 新型的复合工艺独有的3D聚合技术（见弯曲、压扁、扩口实验图）,天阳钢管研制的“不锈钢复合换热管”，它通过独有的3D聚合技术，使内层不锈钢与外层碳钢的层间结合力达到了210MPa以上，使用这种不锈钢复合换热管”热导率超过不锈钢管50%。如果用它来制造锅炉和热交换器，设备的体积几乎可以缩小一半。,四、 “十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,1、无缝钢管(控轧)控冷 与板带钢的控轧控冷相比，钢管的控轧控冷还处在一个探索发展阶段。

34、由于受钢管几何形状、轧制工艺、轧制设备等因素的限制，控轧控冷技术在无缝钢管中的应用在一定程度上受到了制约。尤其在控轧技术方面，目前所做的工作还很少，但在控冷技术方面，现已经取得了突破性进展。 随着无缝钢管控轧控冷技术的发展，目前已形成了包括：在线常化、在线淬火和在线加速冷却等多种工艺，形成了多样性发展。,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,1、无缝钢管（控轧）控冷 （1）在线常化上世纪90年代初期，天管集团利用引进250机组的在线常化装置，开始试制N80套管（满足冲击功的要求）。后来，国内一些大型钢管企业在新建机组或产线改造中也都配套了在线常化装置，使在线常化工艺快速发展起来。国际上，特

35、纳集团、日本住友等企业也都配套有在线常化设备，可以使管材组织均匀、晶粒细化，达到较高的综合力学性能。（标准改版后钢级修订：由原N80N801、N80Q）,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,1、无缝钢管（控轧）控冷 （2）在线淬火原天津市无缝钢管厂（小无缝），在2000年初（因没有热处理设备），在冷床前，上了一套简易的水冷装置(包括外淋+内喷），进行在线淬火，冷却后进再加热炉回火，然后再冷却，最终得到调质N80套管。（在淬火、回火前钢管外径尺寸已达到成品管的外径尺寸）。,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,1、无缝钢管（控轧）控冷 （3）在线加速冷却 天津钢管2006年Assel机

36、组投产后，在定径后配置了在线控制冷却系统（组合式快速冷却器）安装在定径机与1#冷床之间，共包括四组冷却单元，总计16个冷却喷头（每组包括上、下、左、右四个喷头）。冷却器有三种冷却方式：强风冷却、气雾冷却和强流冷却。因场地长度短，冷却效果不理想。,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,（3）在线加速冷却 宝钢也较早地开展了“钢管在线加速冷却技术开发”研究。其冷却系统布置：在张力减径机每个导向机架两侧各安装1组冷却水气环, 且在每个导向机架中间, 安装一套喷水套筒。在加速冷却时共有10组冷却水气环和5组喷水套筒对钢管外表面进行喷水和水气冷却。 2014 年-2016年宝钢烟宝460机组与东北大

37、学合作开展钢管在线加速冷却技术开发，在定径后安装了控制冷却装置，取得了较好的效果。,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,（3）在线加速冷却 2007/2008年度奥钢联旗下钢管厂安装了开发的无缝钢管在线快速冷却技术。该系统可使壁厚425mm钢管的冷却速度稳定在1/s以上。利用这一技术，奥钢联钢管厂开发了一类名为“强韧管”的产品。该类产品具有以下特点： 1 )优良的焊接性能（低碳当量）； 2 )优异的强度和韧性； 3 )良好的冷成型性； 4)较好的表面质量； 5 )超细的晶粒。 图1 奥钢联旗下钢管厂在线快冷装置,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,（3）在线加速冷却,P+F 晶粒度

38、：相差约2级 （6-8-10级）,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,难点：管坯输送（设备需满足如辊道间隔、润滑等） 管坯锯切（高温锯切） 计划编制（信息传递、物（钢坯）流平衡） 生产组织（工具更换、维修等间歇时间等） 冷热坯衔接 管坯热装热送要与钢管的智能制造结合起来,2、 管坯热装热送,(1)若热装温度为650800，可减少能耗20 30 %。 (2)热坯人炉比冷坯所需加热时间短，加热炉能力能提高约20 30% 。 (3)由于钢坯在炉内加热时间短，可使连铸坯的表面烧损降低，而且热坯 入炉加热质量好，温度均匀。 (4)还可减少钢坯库存量，缩短生产周期。,热装的这一定义很宽泛，只要板坯温

39、度高于一定目标值，就可以热装。板坯温度越高，节能效果越好,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,2、 管坯热装热送 日本住友海南钢管厂；2006年时热装率25-30% 天津一家民企的热装项目；该项目于2016年上半年投产，连铸机旁边连接环形炉入炉台架，管坯实际温度在300400度之间。 衡阳调研评价； 天管460机组管坯预热（节能，还有加热质量）；,3、小口径高节奏的连轧管机 现有的机组脱棒形式来看，主要有： 限动芯棒-回退式（小循环），轧制节奏：30秒左右 限动芯棒-芯棒放出。天津钢管168机组-轧制节奏24秒 浮动芯棒-线外脱棒。宝钢140机组，轧制节奏1820秒。 小口径钢管的“以热

40、代冷”，应该从代替部分品开始。从国内已经建成的小机组来看，在生产薄壁管时都存在问题。解决小口径薄壁机组的脱棒的难题，将是突破方向。,四、十三五时期钢管工艺技术发展的思考,4、 高寿命顶头和芯棒,轧管工具方面的创新。国内所做的工作：锻造芯棒国产化、修复芯棒表面堆焊、空心芯棒等；国外：德国梅尔公司做了一些探索。单个顶头寿命可以达到2000支，芯棒寿命也提高。在工具在线检测设备也发展，可以通过高倍摄像，发现工具表面细微损坏。,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,5、 钢管内六方问题的解决,方法1：定减径机组-内六方变内十二方，该方法适应新机组建设， 适应单传动方式。,四、“十三五”期间钢管工艺

41、技术发展的思考,5、钢管内六方问题的解决,方法2：斜轧法，即采用穿孔、轧管都采用斜轧方法，或者定径也采用旋转定径机，用此方法可以生产直径38mm,壁厚达到12mm的厚壁管。,管坯感应加热,二穿或阿塞尔轧机,定径机或旋转定径机,直径小于30mm 小直径 钢管的热轧工艺生产,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,6、 大口径无缝钢管扩径问题. 周期轧管机（湖南衡阳、四川三洲720机组） 斜轧机组（二穿）+冷拔（主要产品，气瓶管） 斜轧扩径机组（天津钢管） 推扩机组（天津钢管最大规格：1120x15.2mm），由于冶金质量的提高，热扩管质量相应提高。以20#钢，按GB3087-2008，检验，屈

42、服强度： 280MPa,抗拉强度： 450MPa晶粒度可以达到7.5级，横向10*10,20冲击值平均为120J，见下图,四、“十三五”期间钢管工艺技术发展的思考,7、特殊管材连铸坯直接轧制问题 高合金钢轧制的成材率低，成本高的问题一直困扰着一些企业，国内外一 些企业也做了一些实践，取得了初步成果。如：,新兴铸管/成都无缝都采用过离心铸造技术生产高合金的空心管坯（TP347H）； 然后加热空心管坯 、穿孔机、轧管机、定（减）径机， 即可得到高合金无缝钢管。 日本住友金属在生产13Cr品种管坯时，采取连铸管坯直接热装的办法，解决了马氏体不锈钢容易产生裂纹的问题。 天管也曾采用连轧机组生产超级双相

43、钢（2507） 关于采用连铸坯生产轴承管（工业用、重载荷）问题,五、结 语,1、“十一五、十二五”期间，中国钢管生产技术装备如三辊连轧管技术，引领了世界连轧管技术的发展方向。十三五期间中国钢管行业还要在其他生产技术装备方面如钢管的控轧控冷技术、铁镍基合金管材的高效制造技术等要有所突破。 2、到2020年，建立起具有较强自主创新能力和可持续健康发展的产、学、研、用紧密结合的管材产业体系。 3、开发出一批具有世界领先水平的产品，如超超临界机组用管，在部分高端产品领域，引领世界管材发展潮流。 4、钢管产品升级换代取得显著成效，实现钢管产业由量向品种、质量、效益的战略转变。 中国是个钢管大国但还不能称为钢管强国，因为我们在产品的质量上、在品种的创新上与一些先进的国家还有一定差距（特纳、瓦卢瑞克、住友、川崎、现代），我们要加快前进的步伐 ，争取在“十三五”期间进入世界钢管强国。,谢 谢！,