当前位置:首页> 钢管知识 > 我国钢管发展的战略选择
我国钢管发展的战略选择
发布时间: 2011-7-19

管型的选择有方向性倾斜。要注意到管型有的呈世界性、全国性的发展方向,也有的呈行业性、区域性的市场定位。这就是行业协会和企业业主在投资取向时要深入调研和慎重决策的。

  我国钢管业是世界钢管业的一个组成部分,讨论中国钢管的发展方向要放到全球的范围内来考察,要从我国的经济发展全局来审视。我以为,我国钢管发展总体战略应当是:以科学发展观为指导,沿着新型工业化道路向钢管强国的目标迈进。从无缝钢管来说,要以重点开发高端产品为主攻方向;从焊管来说,管型上重点发展直缝焊管,技术上强力推行“无缝化”工艺,产品上向中、高层技术领域进军;螺旋焊管应当着力于技术改造,进一步提高产品的质量。从行业上来说,重点钢管企业要成为生态保持型、循环经济型、产品高档型、工艺设备先进型的现代化工厂。关于钢管发展战略体现在市场上,就是以石油天然气管(线)为着力点,以城市燃气管网为承载点,以机械和建筑结构管为支撑点,拉动钢管产业链的延伸和协作分工。

1) 国际管道业的发展趋势

  进入90年代以来,世界石油年产量已经超过31亿t,天然气总产量超过22000m3,全世界已建成的长输油气管道约230万km,其中天然气管道总长度140万km,原油管道总长度56.8万km,成品油管道总长度23.4万km,海洋输气管道4.7万km,海洋输油管道3.7万多km。

  最近10多年来,全世界每年新建管道约4万km,成品油管道建设超过了原油管道。其中新建天然气管线约1.2~1.6万km,原油干线0.2~0.3万km,成品油管线2.6~2.2万km。

  1970~1980年10年间全球Ф600~1200mm油气输送干线总长度7万km(不包括中国),其中管型分配的比例:直缝埋弧焊管占55%,直缝高频电阻焊管占38%,螺旋埋弧焊管占4%~7%。

  由于,世界油气输送干线建设发展速度依次:是天然气管线、成品油管线和原油管线。从管型占有年度的比例依次是:直缝埋弧焊管、直缝高频焊管和螺旋埋弧焊管。

1.1 油气管线上管型SMLS、LSAAW、SSAW和ERW的选择以及高频直缝焊管(ERW)的应用

  由于各国国情的不同,油气管线发展的速度有所不同,管型选择上也大相径庭。例如,目前世界上成品油管道总年度已超过23万km,以美国最多,约占70%,前苏联次之,约占10%,其他为墨西哥、伊朗等各有8000km,印度有3000km,法国近4000km,越南也有1000km。

  在选用管型上,美国、日本和德国在总体上否定螺旋焊管,认为主干线不宜使用螺旋焊管。美国本土近20年建造的油气输送主干线几乎100%为UOE直缝埋弧焊管。国外多是将ERW焊管做为城市燃气管网及成品油管线的首选用管,例如日本推崇高频直缝焊管,甚至将高频直缝焊管用于极地管线和海底管线。至于俄罗斯则肯定螺旋埋弧焊管,把螺旋埋弧焊管列为主干线管型。意大利允许在主干线上使用螺旋焊管,但近年来俄罗斯也在引进UOE机组。在加拿大把螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管置于同等地位,但主干线实际使用量螺旋管占70%,重要地段仍使用直缝焊管,约占30%。

  以上全球油气管线发展速度以及管型选用的比例可以给我们以启示。因为我们钢管的发展既要立足于国内市场,也要着眼于世界。由于世界上选用管型的多元化,有直缝埋弧焊管,西方发达国家多用UOE;也有直缝高频焊管,ERW;也有螺旋焊管,SSAW。因此,我国钢管界的管型选择也必然是多元化的,而且应当在多元化中进行优化组合,“西气东输”工程Ф1016mm直缝焊管96.4万t(其中国产JCOE14.16万t)螺旋管60.7万t,两种管型都有。

  在这个问题上“西气东输”工程在实际工程上作了比较明确的规定;长输天然气管线在一类地区和部分二类地区使用螺旋管,二、三、四类地区使用直缝焊管。“西气东输”工程使用的螺旋焊管和JCOE直缝焊管的管体冲击功都是190J,但是,螺旋焊管的焊缝和热影响区夏比吸收能平均值不小于90J,而且JCOE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,这就说明,直逢埋弧焊管的可靠性确实大于螺旋焊管,也就说明“西气东输”工程关于螺旋焊管使用于一类地区,直缝焊管使用于二、三、四类地区的规定符合实际使用的情况

2)油井管

2.1 油井管在国际上的发展概况

  全世界每年钻井约5万口左右,在产油井超过60万口,一年需管材800万t。API SPEC 5CT油井管分为4组,18个钢级;近年来,非API钢级发展迅速,用户实际使用的油套管约40%是非API钢级。这是由于世界石油形势的严峻,使得世界范围内一些严酷腐蚀环境油气田以及深井和其它苛刻条件下的油气田相继开发,要求高性能的油井管,API标准已不能满足某些服役条件。

  国外加大了研究和开发搞CO2及CO2、H2S、CI-共存的耐腐蚀油井管的力度,例如有非API 13Cr钢级(日本川崎已开发),双Cr双相不锈钢(ASF 2205)或超级双相不锈钢25Cr等搞CO2腐蚀油井管;V&M开发的VM型、住友公司开发的SM型、NKK公司的NK型、川崎公司开发的KO型用于深井、超深井的超高强度油套管和用于高抗挤套管; 又如新日铁公司的NT型、NKK公司的NKAC型抗H2S应力腐蚀的油套管,等等。

  这些高性能的套管的共同特点是:它们具有高强度和足够的韧性,例如NKK公司NKV-150为例,最低屈服强度为150kSi(1050MPa),0℃夏比冲击力大于110J,FATT50为-20℃。又如新日铁NT-95SSS在最低屈服强度达到95kSi时,临界应力达到90%SMYS。当然,对钢的化学成分、力学性能、冶金质量和钢管尺寸精度都有严格的要求。

  国外油井管除用无缝钢管外,还采用高频电阻焊钢管(ERW)。无缝管总体上质量是好的,但也有不足之处:尺寸精度欠佳,价格较贵,同时穿孔时会对钢管产生螺旋状损伤(无损探伤难以发现)。而ERW管的原料是钢板(板卷),系低碳微合金化钢经控轧控冷(TMCP)轧制而成,有良好的强韧性,而且ERW焊管尺寸精度高,价格比较便宜。近年来,国外17个国家40多企业生产ERW油井管的使用量已占油井管总量50%左右,约400万t。像API SPEC 5CT第一组的H40、J55、K55、M65、N80等5个钢级在日本和美国基本上是用ERW焊管来制作油井套管,已不用无缝管了。日本甚至连某些高抗挤套管也用ERW焊管,其动因在于经济性的驱使。有些套管,例如膨胀套管要求延展性好,壁厚均匀;连续钻套管,边续套管等用ERW管比较适宜。

2.2 我国油井管发展现状与未来展望

  2003年,我国无缝钢管表观消费量660万t,其中无缝钢管油井管126万t,占19%。目前我国油井管自给率已达80%左右,能生产Q125以下的所有钢级的产品。基本上涵盖了API标准系列,从规格上讲,可以生产Ф60.3mm油管到Ф339.7mm大直径无缝钢管套管;也可以生产一部分搞H2S、CO2和Cl-腐蚀及特殊型、抗挤的非API标准油井管;同时,低钢级套管例如J55级也可以用焊管来生产,规模从Ф219mm到Ф508mm。已经在生产的企业以宝鸡钢管为代表,产量仅占套管总量的10%左右,目前正在建设的胜利油田ERW355机组、大港油田ERW219机组和上海中油天宝、浙江金洲钢管、上海宝钢ERW610机组等均有焊管套管生产能力共计可达30万t/a左右。

  目前正在开发高钢级的油井管产品;但是,高性能油井管,例如深井、超深井、高压气井、热水井、高腐蚀油气井、以及钻井新技术的油井管、大功率定向井、水平井、多底分支井、大位移井、套管钻井、连续软管(可用ERW管及无缝管)钻井、膨胀管钻井管等强度、高抗挤、耐腐蚀、防泄露等特殊螺纹扣的非API标准油气井管全年需6万t左右,国产约4万t左右,还不能满足国内需求,需要进口1.5~2万t。然而,日益严峻的石油形势迫使我们要去开发这些条件异常苛刻的油气田,高性能油气套管技术的开发不仅摆在无缝管面前,而且也摆在ERW焊管面前。

  ERW焊管生产线要强化“无缝化”技术,即强化焊缝的几何无缝化和物理无缝化(包括热影响区在内)使焊缝的物理性能接近或达到母体(管体)的性能;接近或达到同类无缝管的水平,即覆盖API SPEC 5CT油套管第一组(H40、J55、M65、N80),使中国焊管套管的数量也能达到套管总量的50%,同时开发膨胀套管、边续套管等高新技术产品,从而赶上世界水平。

3 )锅炉管

3.1 关于锅炉管的国际发展概况

  由于石油形势的严峻,能源问题的途径不可以转向火电及核电,于是锅炉管的发展呈现“柳暗花明又一村”的境界。

  国外生产锅炉管的企业集中化程度较高,如德国V&M、日本住友金属、意大利达尔明等,都有很多生产线,生产钢管的规格范围很宽,从小到大,甚至从碳钢到不锈钢管都能生产,可以说品种、规格齐全。

  国外火电发展在50年代是向超临界点(压力22.129 MPa,温度374.15℃)和90年代向超超临界点(例如:压力24.2MPa,温度600℃)方向发展,因此,高压锅炉钢管的材料在研制新型耐热钢,有两个体系,一个是铁素体系,一个是奥氏体系,合金化方面有很大的进展。

  新型耐热钢合金化的原则是:利用多元复合强化的原则提高材料的持久强度,蠕变强度和组织稳定性。

  由于采用超超临界机组钢管外径减小,壁厚增加,如锅炉水冷壁采用Ф32~38×7~10mm,要用冷拔(冷轧)工艺,这就是超超临界机组的应用使制管工艺发生了变化。同时由于超超临界机组蒸汽温度达到600℃,过热器钢管壁温度达到650℃,钢管内壁的蒸汽氧化加重,为了增强金属的抗氧化能力,采用钢管内部喷丸工艺,是比较经济的方案。

  国外ERW焊管制作的锅炉在中低压方面很普遍,占锅炉管总量的一半以上,部分高压锅炉管也用焊管。

3.2 我国锅炉管生产现况与发展

  2003年全国发设备制造总容量3700万kW,其中火电3000万kW,消耗高压锅炉钢管约27万t,其中进口量占一半以上。《京都议定书》中规定了清洁发展机制(CDM),2004年6月,我国政府出台了《中国清洁发展机制项目暂行管理办法》,在能源环保政策上,根据中国核电的“远景规划”,到2020年中国核电装机容量将从目前的850×104kW增加到3600×104kW,从目前占全国装机总容量的2.3%提升到4%。从2004年起,中国每年将至少批准建设两个百万千瓦级核电机组。目前位于浙江三门和广东阳江的两个核电站的4个核反应堆项目,正是在这个背景下于去年底为国务院批准立项。这为中国无缝管发展核岛用管提供了机遇,也提出了挑战。无缝管在钢炉管上要迈向钢管强国,在开发核岛用管是一个里程碑。预计2020年以前我国需求高压锅炉管年均需求量在30~40万t左右。因此,发展高压锅炉管是无缝钢管业的主攻方向。

  目前我国低中压锅炉管无论是在规格上还是在品种质量上均能满足国内需求。Ф159mm以下的高压锅炉管已基本国产化;Ф159mm以上的高压锅炉管国内可以供一小部分,如T91,内螺纹管等,但数量上供应不足;有些是品种不全,如WB36,T/P23,T/P122等。有些是规格不齐,如缺小规格:Ф16×1mm低压不锈钢管,Ф16×2mm高压加热器碳钢管,Ф25×0.5/0.7mm×1m冷凝器用不锈钢管或钛管等,要全部进口;Ф159~1060mm以上大口径管很多国内不能生产,大部分要进口。有些是质量不稳定(包括管体几何尺寸精度)。另外一个问题是生产集中度低,多数管厂只有1~2套钢管生产组机,而且生产的规格范围很接近,国内无缝管在研发高压锅炉管新技术材料方面力度不够。

  国内ERW焊管制造的锅炉管目前在中低压锅炉管方面还正在起步,其产量仅占锅炉管量的6%左右。与国外相距甚远,这也是焊管向钢管强国迈进的又一个着力点。石化用管其质量要求、生产水平与高压锅炉



版权所有© 2011 | 无锡市特钢材料有限公司 | 苏ICP备0750776

技术支持:晓枫信息产业研究院有限公司