1.0 钢管知识
1.1 钢管依据成型方式不同分为无缝钢管、焊接钢管和热扩管等几类。 1.2 无缝钢管执行标准为《低中压输送流体用无缝钢管》(GB/T8163-1999)，是指利用柱状钢坯加热，模具穿孔方式生产的热轧钢管和利用冷拔机组将原管拉伸方式生产的冷拔钢管。该类钢管特点为管径大、直度好、壁厚大、产量低、耗能大、成本高、长度10米左右且非定尺，另外一个重要特征是所有钢管均有偏壁现象，即壁厚不均匀,偏差较大。该类产品设备价值、生产成本均偏高，因此导致价格偏高，市场价格均比焊接钢管高1000-2500元。
1.3 焊接钢管目前根据焊缝形式不同分为直缝焊接钢管、螺旋焊接钢管两种，直缝焊接钢管就焊接工艺不同又分为直缝电阻焊钢管（ERW）和直缝埋弧焊钢管（LSAW），执行标准为《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3091-2001)，焊接钢管均是利用轧辊等模具将带钢延圆形渐开线逐步卷为圆形，再通过埋弧、电阻等不同焊接方式焊接成型生产的钢管。该成型方式的特点是产品产量高、成本低、耗能小、长度可以达16米且可以定尺、直径及壁厚可良好
控制，缺点主要是目前国内钢管生产设备技术落后，导致焊缝部分强度不足，壁厚一般国内无法做厚。目前本公司可以承接美国ASTM A53、德国DIN、日本JIS、美国石油学会API Spec 5L等各种标准的焊接钢管， 1.4 热扩钢管是指钢管中频加热后利用模具扩径生产的钢管，该成形方式母材既可用无缝钢管，也可用焊接钢管（需要除去内焊缝），特点为母材灵活、产量高、耗能大、成本低。目前国家还没有热扩钢管相关标准，一般执行GB/T8163-1999标准。本公司拥有2套热扩生产线，一条为219-325mm生产线，一条为325-630生产线。
2.0 国内钢管行业现状
3.0 无缝化钢管分析
3.1 无缝钢管与无缝化钢管
从以上行业现状可知，我国长期以来走无缝钢管发展之路，造就了一个“无缝钢管大国”，在技术思路上似乎走了弯路，进人了误区。中国石油化工集团公司储运设计技术委员会主任委员指出:“管道工程建设所用的管材，经过数年的努力，从无缝，到螺旋缝，到中
直缝，走过了漫长的道路”，“大量使用无缝钢管，甚至大量进口，外国人对此都表示难以理解”。为什么外国人对中国“大量使用无缝管难以理解”?刮刮卡制作
就是因为国外早已用焊管来取代大部份用途的无缝管。 中国本来是沿袭前苏联无缝钢管发展的模式，而前苏联70年代后已经将无缝管的比例下调到43.4％ ,可为什么我国一直照老路走下去呢?颇令人反思究其原因主要是旧计划经济体制不计成本，不求效益，思想禁锢、惯性思维、缺乏创新意识。君不见曾经有人对焊管技术不理解、不放心，对焊管“无缝化”这个术语采取封杀令，岂知“青山遮不住，毕竟东流”的道理，去实际上焊管技术在不断发展，“无缝化”的程度在不断提高。
中国钢管业的重大变化发生在改革开放以后。随着前苏联的解体、世界“冷战”局面的告终，西方先进技术源源不断传人中国，比较先进的直缝焊管技术在80年代至90年代陆续登陆中国，石油石化行业率先推界到管道应用。原中国石油天然气总公司于1991年3月11日以(91)中油物字第173号文下发了《关于推广使用无缝化钢管替代无缝钢管的通知》的红头文件，用行政方式来加以推广。冶金行业则起步较晚，认识较迟。这是因为国产无缝钢管当时占国内市场份额达92％，对中国建设事业贡献巨大，特别是学术界，对无缝管有深厚
的感情，在技术上却对焊管有一定的疑虑，不理解焊管“无缝化”，甚至有的行业杂志不同意论文中出现“无缝化”提法;另外一个不可无视的现实是:承认焊管可能替代一部份无缝管会涉及到一些冶金企业的产品存亡，更何况焊管在中国的起步阶段技术水平不太高，最初印象欠佳。
然而，随着市场经济在中国的日益深化，特别是2001年中国加入“WTO世贸组织”后，“国内市场国际化，同际市场国内化”，钢管市场的竞争除了品质外，价格是一个拼搏的焦点，质优价廉的焊管在西方发达国家的发展令人瞩目，中国钢管业的发展思路受到变革性的冲击，钢管业向何处去，顺理成章摆在企业界面前。
无缝管业内对焊管的认知，不尽相同。相对来说，东南沿海及长江中下游的无缝管企业较早接受，例如宝钢前几年就开始策划上高频直缝焊管ERW610mm机组、5m宽厚轧机和UOE大口径直缝埋弧焊管生产线；武钢集团拟开发2250mm宽带热连轧机及ERW610mm机组；大冶无缝钢管厂在研讨发展方向时决定避开焊管的优势，不上大口径无缝管生产线，生产发挥无缝管厚壁优势的产品；天津无缝钢管有限公司也在研究发展焊管产品、热带生产线的可行性。在无缝管企业内部，营销部门比技术部门对焊管产品的认知要早；在
技术部门内，一般技术人员与资深技术专家的感受也不尽相同。在行业外，石油系统比冶金系统认知焊管要早。技术本身在发展，但有的快、有的慢。板、带、棒、线材发展连铸连轧技术快，而无缝管材就慢，因而成本居高不下。国外焊管品种随着焊接技术的进步快速发展，从水煤气管发展到套管、锅炉管。我国在1987-1992年间，大庆、胜利和塔里木油田仅从日本新日铁就购买了规格为￠139.7 – 339.7 mm丙烯酰胺水溶液聚合，的油井用焊管12垃圾热解气化炉.6万吨。随后我国在大庆和辽河油田用日本提供的焊接套管建设过试验油井。这些事实证明，只要有先进的生产工艺和质量控制手段，焊接钢管在一定领域内可以完全替代无缝钢管。
焊管的厚度公差高于无缝钢管厚度公差，材料节省率高，成本低。这就是石油行业引进焊管产品的一个主要原因。中国的无缝管、轧管产品都受到西方先进国家焊管产品的挑战，只有跳出单纯数量扩张的圈子，狠抓技术进步，降低成本，产品向高档次发展才有前途。因此，在20世纪末21世纪初，国内冶金行业无缝化钢管技术的研究应运而生。
3.2关于焊管发展方向的两次重大研讨会的观点和影响
国内有两次涉及焊管发展方向的重大学术讨论会：一次是1998年“大中直径长输管线用埋弧型直缝焊接钢管研讨会”，一次是2000年“天然气管道输送技术及制管技术高级研讨会”。前
一次研讨会主张“发展直缝双面埋弧焊管取代螺旋管”，后一次研讨会提出“继续坚持油气输送干线钢管以国产螺旋焊管为主的技术路线”。这两次研讨会的结论截然相反，对制管业有不同影响。前者引导珠江钢管公司上了JCOE及U0E大口径直缝双面埋弧焊管生产线以及其它的直缝焊管生产线。后者催生了石油天然气系统新上了6条大口径螺旋埋弧焊管生产线、青县巨龙石油钢管公司1条JCOE生产线、非石油天然气系统10多条大口径螺旋焊管生产线。技术研讨会威力之强大可见一斑，这就是“舆论导向”。
英国核物理学家JOSEPH ROTBHT在1999年“联合国教科文组织和世界科学联盟”召开的世界科学大会上说:“科学家是否应该关心科学的道德以及科学对社会的影响?”从中我们应该受到启迪此外，企业界要独立思考，不要只看“风”向，不要赶潮流，随大流尤其在目前结构调整时期，企业要“有进有退，有所为有所不为”。有所为，就是要以科技创新来摆脱企业的困境，避免同质化引起的恶性竞争;有所不为，就是不能重复建设与历史发展方向相悖的项目，不能参与惨烈的价格竞争，以免大伤元气。入世后，我们需要对市场经济再认识，例如市场经济规则不仅是优胜劣汰，企业不是追求利润最大化，而是追求一种理性利润，考虑到“双赢”即客户及竞争对手的赢利。因此，抛弃原有的陈旧落后的无缝钢管和焊接钢管，转为生产高产量、低成本、高附加值的无缝化钢管就成为了我公司初期建厂的主要动
机。
3.3关于焊管发展方向问题的再认识
但从前面叙述的焊管取代无缝管的论述来讲，也只能够是直缝焊管挑大梁而不是螺旋焊管，这就是西方国家为什么要大力发展直缝焊管的原因所在，也是咱们公司之所以选择直缝焊管的原因所在。“西气东输”工程的实践已经从一个侧面说明螺旋焊管可以用于输送天然气(一类地区)；但螺旋焊管的生产工艺要适应成批、稳定地生产大口径（l000 mm以上)喷气式飞行器、高钢级(X70级以上)、厚厚(14mm以上)是颇为艰难的。例如，西气东输钢管技术标准要求错边量小于1.2 mm，由此，要求带钢的月牙弯必须小于3.8 mm/5 m，但国际标准和国内标准GS/714164 - 93规定带钢的月牙弯为25mm/m，很难满足这个要求。这就是加拿大为什么用钢板而不用钢卷来制作螺旋管的原因。何况螺旋焊管用机械扩径方法来消除应力难度大，外防腐层厚度在螺旋焊缝处的厚度比管体上的要减薄近30％，这些都不能不列入工程考虑范围之内。制管全过程是一个系统工程，不仅仅限于学术研究上讨论管体力学分析，不能避开管型制作工艺流程、应力消除方法、无损检测方式以及防腐效果诸多问题。力学分析只是其中一个重要方面，但不是全部，因此，螺旋焊管工艺及设备方面要适
应我国天然气工业的发展，技术改造应当作为重点，例如预精焊、扩径等，同时，由于国内竞争已大大饱和，不宜再建新的生产线。
3.4关于焊管“无缝化”工艺的解读
西方工业发达的产钢大国焊管取代无缝管的第一个阶段之所以是70年代，同焊管“无缝化”技术的成熟有关系。焊管能在质量上优于无缝管，主要是70年代冶金技术的发展使热轧板卷可以作为焊管的质优、价廉、充足的原料，电子计算机技术的发展使焊管工艺可以全线连续自动监控，在线热处理技术的发展使焊管在焊接后中频退火处理、自动无损检测技术的发展可以对焊缝和母材进行质量检查，保证安全，从而使客户放心使用而无后顾之优。焊管的核心技术是“无缝化”，对此，即便学术界专业人士仍然心存疑虑。
3.4.1焊管“无缝化”的含义
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焊管和无缝管相比，最大的区别是焊管有一道焊缝。由于有了焊缝，使外形凸出高于母材很多，明显地看出了“缝”;同时，内部物理性质上也产生了变化。如果能够在这两个方面—外在与内在，都能使焊缝与母材相同、相近或者相等母材性能，等同于无缝，这就是“无缝化”的含义。
3.4.2“无缝化”的两个方面
如上所述，焊管无缝化包含两个方面的内涵，一是几何无缝化，使焊缝余高尽可能小;二是物理无缝化，使焊缝(包括周围热影响区)的物理性能趋于与母材一致
3.4.3焊管的几何无缝化
光滑地清除掉焊缝处因挤压焊接后所形成的外毛刺和内毛刺，使焊管在几何外形上几乎看不到焊缝。我国和美国标准中内毛刺的残留高度大致上规定了两档精度:第一档(O.127 mm;第二档0.254 mm)。
3.4.4焊管的物理无缝化
几何无缝化处理后的焊管虽然外表上已几乎看不到焊缝，但焊缝内部的金相组织与母材仍有较大区别，焊缝区的机械性能较低。为此，需要经过热处理细化焊缝区的晶粒、去除焊接应力，实现与母体金相组织、机械性能的一致化，这个过程我们称之为焊管的物理无缝化。碳钢管通常采用退火处理，而不锈钢则采用固溶处理。
3.4.5几何无缝化—内外毛刺清除技术
通常一个完整的内毛刺清除系统由刀具、支持系统和调控系统三个部份组成，其技术关键在于刀具的形状和寿命。内毛刺清除的余高一般控制在0.2 mm以内，甚至0.1 mm以内。外毛刺技术较为简单，于管体外装外毛刺刮刀即可
3.4.6物理无缝化—焊缝退火处理
在高频焊接过程中，由于趋肤效应、临近效应和热传导的综合作用，造成了管坯边缘附近的温度分布梯度，形成了熔化区、部分熔化区、过热组织区、正火区、不完全正火区、回火区等特征区域。其中过热区组织由于焊接的温度在1100℃以上，奥氏体晶粒急剧长大，冷却后晶粒粗大，在一定的化学成分和冷速条件下还会形成硬而脆的晶相。此外，由于温度梯度的存在也会产生焊接应力。其综合结果，焊缝区的综合机械性能比母材低。焊管物理无缝化就是通过焊缝热处理，达到消除应力、均化和细化组织、提高焊接热影响区综合机械性能的目的，而其根本目的是消除应力。
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