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十一五”时期中国ERW焊管发展的对策51gangtie.com2007年11月18日【内容提要】本文概述了ERW焊管国内外发展概况，并分析了ERW焊管的原料－热轧板卷的发展近况，指出了ERW机组构成、焊管产品的技术层面及其发展动向，从而阐述了我国ERW焊管发展的战略方向，要以自主创新为核心，节约能源和循环经济为重点，发展中高端产品作为结构调整的中心环节，从而向钢管强国目标迈进。【关键词】ERW焊管发展概况技术层面机组构成自主创新节约能源循环经济1、ERW（直缝高频电阻焊管）产品在国外应用的概况2004年全世界钢管产量为7845万吨，其中无缝钢管2359万吨，占钢管总量的比例为28.2％，焊接钢管产量为5486万吨，占71.8％。据不完全统计，全世界焊接钢管的产量5486万吨中，ERW焊管产量占焊管总产量的80％左右。全世界每年建油气长输管线约4万公里，成品油管线占总长度的一半以上。从长度上按管型分配的比例：ERW焊管占50％－60％，LSAW（直缝埋弧焊管）占30％－40％，SSAW（螺旋埋弧焊管）占4％－7％。全世界每年生产的石油套管约800多万吨，其中ERW油套管约占40％，特别是APISPEC5CT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，已不用无缝管了。全世界钢管设备产能为14800万吨/年，其利用率为53％，原因主要是由于ERW焊管的发展而导致一些无缝钢管机组逐渐老化和不适应市场竞争而停产。全世界钢管发展的总趋势是：焊管产量增长速度快于无缝管的增长速度；焊管产量在比例上远远大于无缝管；在各个领域（例如：油套管）向无缝管的市场逼进；在焊管管型中，ERW焊管在产量上占主导地位，而且在油气长输管线、城市燃气管线的使用领域内向直缝埋弧焊管和螺旋埋弧焊管的市场逼进。在西方发达国家，着力于拓宽ERW焊管的使用领域，北美以美国为代表重点在开发ERW油井管应用范围，例如20世纪80年代已在3000m深的井中普遍采用ERW套管，近代又开发出连续油管等等；欧洲以德国为代表，重点在开发锅炉管应用范围，例如高压锅炉管等等；亚洲以日本、韩国为代表，几乎全面开发ERW焊管的应用范围，例如韩国，焊管占全国钢管总产量的98％以上，而ERW焊管又占焊管总产量的90％以上；日本在ERW焊管的开发上在世界上也是首屈一指，例如油套管的应用上已经将ERW焊管用于深井、含硫井、低温（高寒）井用和某些高抗挤井用套管，以及深海海底用的输送油气管。这里重点介绍一下日本ERW焊管目前发展的动态。日本由于焊管生产技术的迅速进步和成本的下降，逐步取代了部分无缝钢管和UOE焊管，（按：日本输送油气不采用螺旋管，只采用UOE管），特别是伴随天然气管线的高强度化要求小口径和薄壁化，更扩大了ERW焊管应用范围。目前，日本JFE钢铁公司的知多厂大型ERW机组已经成为世界上唯一可生产外径26英寸（φ660mm）管线用管的直缝高频焊管生产线，该机组产品可达X70钢级的管线管，具有抗HIC和SSC等综合性能，已经应用于北海海底管线，现在正在开发X80钢级产品。知多厂于2003年由26英寸ERW机组生产出壁厚25.4mm的φ660mm焊管，这不仅扩大了该厂的品种范围，而且更便于取代用于输送油气用的UOE钢管和用于建筑用的无缝钢管。由于壁厚的加大，耐压破坏特性提高到原来的1.6倍，并作到厚壁管的全面探伤检查，达到了世界堪称一流的水平。欧洲国家例如德国使用ERW焊管制作的中低压锅炉管应用很普遍，占锅炉管总量的一半以上，部分高压锅炉管也使用ERW焊管。国外高频焊管在产品规格方面，大中型直径占一定的比例，有的文献（注1）介绍了这方面的情况，见表1。表1世界高频焊管机组规格比例情况ERW机组规格美国日本德国中国φ76以下机组（％）41.7495594φ102-200机组（％）4736364.8φ219-610（％）11.315101.2由于国外大中直径的ERW机组占一定比例，这个比例比中国的比例要大得多，所以，国外石油天然气管线（包括城市天然气）用的ERW焊管占的比例就较大，如前所述。小结国外ERW焊管的简况，可归纳出下列数据：——焊管产量占世界钢管总产量的70％左右；——ERW焊管产量占世界焊管总产量的80％左右；——ERW石油套管产量占世界石油套管总量的40％左右；——ERW管线管的长度占世界每年输油气管线总长度的50％左右；分析国外ERW焊管的简况，可以得出下列启示：——ERW焊管一方面向无缝管市场核心的边沿部分发展；ERW焊管另一方面向埋弧焊管的石油天然气长输管线中小直径市场发展；——ERW焊管的存在与发展，在市场上和埋弧焊管和无缝管有密切的关系，既能发挥管型上各自的优势，从而形成竞争的状态；又能由于管型各自的特点而形成互补的共存状态。所以，这种管型关系是动态的而不是静态的。——全球ERW焊管的迅速崛起，得力于热轧板卷的发展，和成型技术、焊接技术、探伤技术的进步。2、ERW（直缝高频电阻焊管）产品在国内应用的概况2005年我国钢管产量为2614万吨，其中无缝钢管1047万吨，占40％，焊管1567万吨，占60％。在全国焊接钢管产量中，2005年螺旋埋弧焊管产量约300万吨，占焊管总产量的19％；直缝埋弧焊管产量约40万吨，占2％；ERW焊管产量1227万吨，占79％。我国ERW焊管产量是世界第一大国。ERW用于油气输送管线约30万吨，占ERW焊管总产量的2％，占油气长输管线总重量的8％。全国油井管产量240万吨，其中无缝管220万吨，占90％以上，ERW焊管20万吨，占7.5％。全国生产锅炉管80万吨，ERW管制作中低压锅炉管产量8万吨，占10％。由表1可见，ERW焊管机组按规格比例分布情况，大中规格的比例偏低，这个问题，国内的专家观点上有分歧，下文再讨论。小结国内ERW焊管的简况，可以归纳出下列数据：——焊管产量占全国钢管总产量的60％左右；——ERW焊管占全国焊管总产量的79％左右；——ERW油套管产量占全国油套管总量的10％左右；——ERW油气长输管重量占全国油气输送管总量的8％左右；——ERW锅炉管占全国锅炉管总量的10％左右；中国钢管发展总趋势是：焊管产量增长速度快于无缝管的增长速度，焊管产量在比例上远远大于无缝管；同时在各个领域（例如油套管等）向无缝管的市场迈进；在焊管管型中，ERW焊管在产量上占主导地位；而且在油气长输管线、城市燃气管线的中小直径使用领域内向直缝埋弧焊管和螺旋焊管的市场逼进。中国近年来ERW焊管的迅速崛起得力于热轧带卷的迅速发展以及焊接技术和探伤技术的进步。因此，使得ERW焊管的市场在扩张，与无缝管和埋弧焊管形成新一轮竞争态势。这一竞争态势必然引起与这些相关行业和企业产生某些利益上的摩擦。例如涉及标准的修订，过去锅炉管标准是无缝管的范畴，现在要列入ERW焊管，引发了争论；油气长输管线，过去是埋弧焊管的范畴，现在要进入ERW焊管，也触发了争议。例如有专家提出“油气输送管线主要是用螺旋焊管，直缝焊管只能是补充作用”等等。在前面已经叙述了国外ERW焊管的发展过程和现状，这些都暗示了中国ERW焊管的发展历程，将来也必然是这样，这是历史的总趋势。当然，中国也有自己的特点，例如中石油系统螺旋焊管发展较早，已经占领了油气管线的相当大的市场份额。然而，石油系统从建制上一分为三：中石油，中石化，中海油。例如中海油就可能将重视ERW焊管的应用，因为螺旋焊管不可能应用于海底管线。中石化在陆上输油气管线也将应用一部分ERW产品。因此，ERW焊管在油气长输管线上的应用有扩张的趋势。从体制上看，中国对外开放的日益深化，必然促进内部打破行业壁垒和地方保护，市场机制最终对管型上的竞争起主导作用。这也是历史的总趋势。ERW焊管和螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管已经成鼎足之势，而且无论是从焊管数量还是质量上ERW焊管要起主导作用。因此，无论从哪个角度来看，ERW焊管的发展前景是广阔的。3、国内热轧板卷以及其深加工产品的开发对ERW焊管发展的影响ERW焊管的发展很大程度上取决于国内热轧板卷及其深加工产品的开发，因此，要前瞻中国ERW焊管的近景，先要了解一下国内热轧板卷的生产状况，这从两个方面来看，一是产量，二是品种。从产量来看，2005年生产中厚宽带钢3707.01万吨，同比增加38.3％，热轧厚宽带钢1156.35万吨，同比增加35.8％，热轧窄带钢2690.05万吨，同比增加34.7％。2005年是我国现代化轧机生产线建成投产最多的一年，其中新建投产的现代化连轧机11套（例如鞍钢ASP2150连铸连轧板带轧机生产线），新增年产能力2390万吨。2005年新投产中板轧机3台，产能约243万吨，2006年将投产6台，新增产能990万吨，到2006年底可形成的产量估计为3500万吨；加上热轧机3700万吨产量可形成7200万吨热轧板卷生产能力。2005年1－10月管线钢板卷产量约140万吨，其中目前能生产N80和X80级宽带钢的企业有宝钢、鞍钢和武钢等；目前热轧宽带钢最大宽度（B）可达到2050mm，中宽带（B450－900）年产可达1000万吨，最大宽度可达900mm，这些为ERW焊管的发展奠定了原料的良好基础。这里简述一下国内管线钢生产技术的发展概况。我国管道建设正处于发展阶段，因此管线钢的发展也非常迅速。20世纪50－70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn钢；70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K钢（相当于X52级）；90年代，管线钢采用的X52、X60、X65级热轧板卷，主要由宝钢和武钢生产供应。“八五”期间成功开发了X52－X70级高韧性管线钢，并逐步得到广泛应用。“西气东输”工程埋弧焊管就采用了X70级钢。此外，X70级钢在ERW焊管也得到了应用。目前针对X80高级钢管材的研究和应用，石油部门和冶金部门联合开发了10余项国家基础研究与攻关，其中包括国家“973”项目、“高强度管线钢的重大工艺基础研究”、中油集团技术开发项目“X80管线钢管的开发与应用”、“X80管线钢的焊接及高韧性焊材选择”等等。“西气东输”工程是采用针状铁素体管线钢，其特征是进一步提高纯净度（C≤0.05％、S≤0.005％、P≤0.010％等），使用钙处理硫化物，在连铸过程采用电磁搅拌和动态轻压下措施，这种超低碳控轧贝氏体钢的屈服强度可提高至700－800Mpa，被誉为21世纪的热轧钢。我国在高强度管线钢生产中采用了铁水预处理－包括脱硫、脱磷和脱硅的“三脱”操作，转炉炉后钢包精练（RH真空处理、TN法合金微调等）、现代连铸技术和控轧控冷技术，概括地说采用了低碳（≤0.06％）、超低硫（≤0.002％）、钙处理以及低的板卷卷取温度等工艺措施，使冲击值和抗氢诱裂纹的CLR（裂纹长度比值）有了很大改善。但与国外的水平相比，仍有一定的差距，主要是在连铸和控轧方面。管线钢APIX70－X90可以用三阶段控制轧制工艺来生产，但因为精轧机组的实际轧制力需达到3000吨以上，才有可能使钢获得热机械处理的效果。为了弥补老式轧机能力的不足，可以在轧机后增设能使卷取温度冷至550℃左右的、自动化程度较高的、强力层流冷却装置，使传统的TMCP发展到MACS（多目的加速冷却系统）。X80－X100板带就是这样轧制出来的。我国X80钢级的开发成功，N80钢级开发的成功，预示着ERW焊管的发展已经消除了对原材料质量后顾之忧，热轧带钢由于产量的急剧增加，也预示着价格必将回归到理性价位，对于焊管降低成本是个好消息。4、ERW焊管产品技术层面及其发展方向2005年我国焊管产量达到1567万吨，其中ERW焊管产量约1227万吨，占焊管总产量79％－80％。从技术层面来评估，ERW焊管产品的构成，共有6个层次，表列如下：表22005年国内ERW焊管产品技术结构评估序号技术层次焊管品种产量（万吨）比例（％）1第1层次X80钢级管线管；N80、P110钢级石油油套管；合金锅炉管002第2层次X65、X70钢级的管线管171.383第3层次X52－X60钢级的管线管，J55、H40级石油套