河北美德钢管制造有限公司
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美德钢管产品应用第二篇——直缝钢管在石化工业中的应用
1前言
由于管道运输特别适于输送油、气，因此，管道在石油和石化行业得到广泛应用。原石化总公司每年加工原油1.2亿t,大部分采用管道输送；每年生产汽、煤、柴油5000余万吨,其中80%需用管道运输；石化企业装置内、装置间的气态或液态化工物料的输送也主要通过管道完成。因此，石化企业每年的基本建设和生产维修都需使用大量钢管。而且，由于石化行业的工作特点是高温高压、易燃易爆，因此对所使用的钢管要求非常严格。直缝钢管在其他领域的应用与发展，对直缝钢管的质量提出了更多的要求。
原石化总公司每年消耗钢管20万t,其中无缝钢管14万t,占70%;焊管6万t,占30%,这种比例与先进工业国家相比，有较大差距。
由于管道运输特别适于输送油、气，因此，管道在石油和石化行业得到广泛应用。原石化总公司每年加工原油1.2亿t,大部分采用管道输送；每年生产汽、煤、柴油5000余万吨,其中80%需用管道运输；石化企业装置内、装置间的气态或液态化工物料的输送也主要通过管道完成。因此，石化企业每年的基本建设和生产维修都需使用大量钢管。而且，由于石化行业的工作特点是高温高压、易燃易爆，因此对所使用的钢管要求非常严格。直缝钢管在其他领域的应用与发展，对直缝钢管的质量提出了更多的要求。
原石化总公司每年消耗钢管20万t,其中无缝钢管14万t,占70%;焊管6万t,占30%,这种比例与先进工业国家相比，有较大差距。
2直缝电阻焊钢管的发展状况
近年来，国际上出现了以优质焊管替代高成本无缝钢管的发展趋势，这主要是由于焊管的生产技术不断取得突破，表现在以下几方面：
(1) 脱硫技术的进步，使钢中含硫量降低，提高了钢管的焊接质量。
(2) 真空脱气技术的应用，提高了管坯带钢的纯度，减少了夹杂物，使焊缝质量提高。
(3) 由于添加了V、Ti、Nb等特殊元素，降低了碳当量，钢管的韧性，强度等性能得到提高。
(4) 热轧技术的发展，使带钢尺寸精度提高，因而焊管的尺寸偏差减少。
(5) 质量检查方法的改进，如超声波无损探伤、水压试验机等设备的应用，保证了最终产品的质量。
随着焊管质量的不断提高，近年来许多发达国家已大量使用直缝电阻焊钢管来代替无缝钢管，用于石油套管、管线输送管、油管、化工管道等。据统计，全世界大约有17个国家的50家企业生产用于石油钻采的直缝焊管，其中美国有16家，年产量已达80万t。世界上规格最大的?660mm(26in)直缝电阻焊钢管和生产速度最快的直缝电阻焊钢管生产线在日本，日本是世界上生产焊管品种、规格最多的国家，焊管表面涂层加工技术在国际上也处于领先地位。在德国，以德马克-米尔公司产品为代表的焊管生产设备，可生产石油钻采等高级焊管。
近年来，国际上出现了以优质焊管替代高成本无缝钢管的发展趋势，这主要是由于焊管的生产技术不断取得突破，表现在以下几方面：
(1) 脱硫技术的进步，使钢中含硫量降低，提高了钢管的焊接质量。
(2) 真空脱气技术的应用，提高了管坯带钢的纯度，减少了夹杂物，使焊缝质量提高。
(3) 由于添加了V、Ti、Nb等特殊元素，降低了碳当量，钢管的韧性，强度等性能得到提高。
(4) 热轧技术的发展，使带钢尺寸精度提高，因而焊管的尺寸偏差减少。
(5) 质量检查方法的改进，如超声波无损探伤、水压试验机等设备的应用，保证了最终产品的质量。
随着焊管质量的不断提高，近年来许多发达国家已大量使用直缝电阻焊钢管来代替无缝钢管，用于石油套管、管线输送管、油管、化工管道等。据统计，全世界大约有17个国家的50家企业生产用于石油钻采的直缝焊管，其中美国有16家，年产量已达80万t。世界上规格最大的?660mm(26in)直缝电阻焊钢管和生产速度最快的直缝电阻焊钢管生产线在日本，日本是世界上生产焊管品种、规格最多的国家，焊管表面涂层加工技术在国际上也处于领先地位。在德国，以德马克-米尔公司产品为代表的焊管生产设备，可生产石油钻采等高级焊管。
3直缝电阻焊钢管在石化企业的应用
石油化工企业选用的钢管由于要承受一定的压力，一般选用流体输送用无缝钢管。1996年，国家“九五”期间重点建设工程“茂名30万t乙烯工程”中，“茂水成品油管道搬迁工程”及“第2茂水成品油管道项目”长输线路工艺部分需 325mm×8mm、168mm×7mm、219mm×7mm钢管，主要用于汽油、柴油、煤油等的输送。石化系统首次选用直缝电阻焊管代替流体无缝钢管用于长输管线。为验证原料板卷性能以及焊接质量，要求供货厂家进行破坏性水压试验，选取样品为4支219.1mm×8mm、Q235直缝电阻焊管。试验情况见表1。
石油化工企业选用的钢管由于要承受一定的压力，一般选用流体输送用无缝钢管。1996年，国家“九五”期间重点建设工程“茂名30万t乙烯工程”中，“茂水成品油管道搬迁工程”及“第2茂水成品油管道项目”长输线路工艺部分需 325mm×8mm、168mm×7mm、219mm×7mm钢管，主要用于汽油、柴油、煤油等的输送。石化系统首次选用直缝电阻焊管代替流体无缝钢管用于长输管线。为验证原料板卷性能以及焊接质量，要求供货厂家进行破坏性水压试验，选取样品为4支219.1mm×8mm、Q235直缝电阻焊管。试验情况见表1。
表1 Q235219.1mm×8mm直缝电阻焊管水压试
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序号
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试验条件
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选用压力/MPa
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试验结果
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1
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再加工焊补钢
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13.8
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打压后压力升至12.4MPa时钢管呈爆破性损坏
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2
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有带钢接头的钢管
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13.8
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打压后刚开始升压就出现漏水
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3
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钢管随机抽样再加工钢管(未焊补)
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13.8
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打压后压力升至12.4MPa时钢管呈爆破性损坏
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4
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检查合格的钢管
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13.8
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未破损
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17.2
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未破损
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19.3
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未破损
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4直缝电阻焊管与流体输送用无缝钢管经济性对比
直缝电阻焊管与流体输送用无缝钢管对比，具有明显的经济性，主要表现在：投资少；机械化、自动化程度高；生产能耗低(常温成型，而无缝钢管为加热成型或冷拔成型)；生产成本低，为无缝钢管的2/3左右；连续生产，生产率高；成材率高。
由于成本低，每吨直缝电阻焊钢管的销售价格比流体输送用无缝钢管低1500元左右，并且随着口径增大，差价越来越大，当口径达到426mm时，每吨差价达到4500多元，见图1。这也是目前世界上大量发展大口径直缝电阻焊管管线输送管、石油套管、油管的重要原因。
直缝电阻焊管与流体输送用无缝钢管对比，具有明显的经济性，主要表现在：投资少；机械化、自动化程度高；生产能耗低(常温成型，而无缝钢管为加热成型或冷拔成型)；生产成本低，为无缝钢管的2/3左右；连续生产，生产率高；成材率高。
由于成本低，每吨直缝电阻焊钢管的销售价格比流体输送用无缝钢管低1500元左右，并且随着口径增大，差价越来越大，当口径达到426mm时，每吨差价达到4500多元，见图1。这也是目前世界上大量发展大口径直缝电阻焊管管线输送管、石油套管、油管的重要原因。
图1 直缝电阻焊管与无缝钢管价格比较
1-直缝电阻焊钢管、2-流体无缝钢管
用直缝电阻焊钢管代替流体输送用无缝钢管可以节约采购资金、降低工程建设费用。以1996年“茂名30万t乙烯工程”中“茂水成品油管道搬迁工程”所选用的6种规格直缝电阻焊钢管为例，节约采购资金163.38万元。
原石化总公司每年消耗无缝钢管14万t，114mm到426mm的无缝钢管占47%左右，如果这个组距的无缝钢管用直缝电阻焊管代替，每年至少可节约采购资金1亿多元。
原石化总公司每年消耗无缝钢管14万t，114mm到426mm的无缝钢管占47%左右，如果这个组距的无缝钢管用直缝电阻焊管代替，每年至少可节约采购资金1亿多元。
5石化企业用直缝电阻焊钢管替代无缝钢管的前景分析
我国直缝焊管工业始于50年代，起步晚，其生产工艺与技术与发达国家相比，存在很大差距。绝大多数的企业工艺装备不全，缺少必要的检测手段，而且以质量差的短带、窄带为原料，造成焊管产品口径小、承压能力低，产品结构不合理，焊管产量中的80%只能用作低压流体输送用水煤气管，各种专用管比例偏低。这种低下的焊管装备和技术水平，使得产品质量得不到保证，因此管线输送管、石油套管、油管等长期使用价格昂贵的无缝钢管，造成巨大的浪费。
直缝电阻焊钢管某些技术性能优于无缝钢管，价格却比无缝钢管低得多，但未在石化行业得到广泛使用，其主要原因是：
(1) 长期以来形成的传统观念。设计人员在选材时，主要考虑该材料是否可靠，很少考虑材料的成本，因而不能大胆选用直缝电阻焊钢管。
(2) 石化企业建设项目的投资体制制约了选用直缝电阻焊钢管、降低成本的主动性。投资者主要考虑项目的立项、资金来源、建设进度等因素，较少对设计人员提出降低材料成本的要求。
(3) 我国直缝电阻焊钢管发展较晚，目前尚不能生产大于508mm的大口径直缝焊管，因而从客观上制约了直缝电阻焊管的广泛使用。
自从石油、石化工业进行战略重组后，石化企业的体制发生了重大变化，给直缝电阻焊钢管的使用带来了有利的契机，主要表现在：
(1) 建设项目的机制发生了重大变化。建设项目法人责任制的推行，确定了投资责任主体，由法人对建设项目的策划、筹资、建设、经营、还债和资产的保值增值负全责。投资者密切关注投资效益，强烈要求降低成本，主动要求设计部门提高设计水平，使用最经济可行的材料，以降低工程建设成本。尤其是以设计单位为主体的工程总承包在石化系统的推行，使得降低材料成本成为设计人员的主动要求。
(2) 国内无缝钢管生产厂家大部分设备老化，价格居高不下，质量问题经常出现。特别是国内生产426mm以上无缝钢管的生产厂家只有1家，设备陈旧，原材料消耗、能源消耗高，加上缺乏必要的竞争机制，质量问题经常发生，而价格却一涨再涨。
(3) 近几年，国内一些生产企业高投入、高起点，从国外引进了具有世界先进水平的直缝电阻焊钢管生产线，有5家已取得了美国石油学会API认证。最近，又有2家企业准备引进426mm以上的大口径直缝电阻焊钢管生产线，生产大口径管线管、石油套管、油管。这些举措给直缝电阻焊钢管的使用创造了有利条件。
我国管道工业在70年代形成第1个高潮，预计在未来10年将形成第2个高潮，对直缝电阻焊钢管的需求将越来越大，这一切为我国直缝电阻焊钢管行业逐步向世界先进水平靠拢提供了良好机遇。世纪之交的中国石油、石化产业、正面临着一场严峻挑战。当前国外石化产业正进行第3次结构调整，调整的目的之一就是进军中国市场。中国石油、石化产业正经受着前所未有的考验。在竞争中，我国的差距之一就是固定资产投资高，因此，转变观念，提高对使用直缝电阻焊钢管的认识水平，对我国石油、石化工业与国外大公司的竞争尤为重要。
我国直缝焊管工业始于50年代，起步晚，其生产工艺与技术与发达国家相比，存在很大差距。绝大多数的企业工艺装备不全，缺少必要的检测手段，而且以质量差的短带、窄带为原料，造成焊管产品口径小、承压能力低，产品结构不合理，焊管产量中的80%只能用作低压流体输送用水煤气管，各种专用管比例偏低。这种低下的焊管装备和技术水平，使得产品质量得不到保证，因此管线输送管、石油套管、油管等长期使用价格昂贵的无缝钢管，造成巨大的浪费。
直缝电阻焊钢管某些技术性能优于无缝钢管，价格却比无缝钢管低得多，但未在石化行业得到广泛使用，其主要原因是：
(1) 长期以来形成的传统观念。设计人员在选材时，主要考虑该材料是否可靠，很少考虑材料的成本，因而不能大胆选用直缝电阻焊钢管。
(2) 石化企业建设项目的投资体制制约了选用直缝电阻焊钢管、降低成本的主动性。投资者主要考虑项目的立项、资金来源、建设进度等因素，较少对设计人员提出降低材料成本的要求。
(3) 我国直缝电阻焊钢管发展较晚，目前尚不能生产大于508mm的大口径直缝焊管，因而从客观上制约了直缝电阻焊管的广泛使用。
自从石油、石化工业进行战略重组后，石化企业的体制发生了重大变化，给直缝电阻焊钢管的使用带来了有利的契机，主要表现在：
(1) 建设项目的机制发生了重大变化。建设项目法人责任制的推行，确定了投资责任主体，由法人对建设项目的策划、筹资、建设、经营、还债和资产的保值增值负全责。投资者密切关注投资效益，强烈要求降低成本，主动要求设计部门提高设计水平，使用最经济可行的材料，以降低工程建设成本。尤其是以设计单位为主体的工程总承包在石化系统的推行，使得降低材料成本成为设计人员的主动要求。
(2) 国内无缝钢管生产厂家大部分设备老化，价格居高不下，质量问题经常出现。特别是国内生产426mm以上无缝钢管的生产厂家只有1家，设备陈旧，原材料消耗、能源消耗高，加上缺乏必要的竞争机制，质量问题经常发生，而价格却一涨再涨。
(3) 近几年，国内一些生产企业高投入、高起点，从国外引进了具有世界先进水平的直缝电阻焊钢管生产线，有5家已取得了美国石油学会API认证。最近，又有2家企业准备引进426mm以上的大口径直缝电阻焊钢管生产线，生产大口径管线管、石油套管、油管。这些举措给直缝电阻焊钢管的使用创造了有利条件。
我国管道工业在70年代形成第1个高潮，预计在未来10年将形成第2个高潮，对直缝电阻焊钢管的需求将越来越大，这一切为我国直缝电阻焊钢管行业逐步向世界先进水平靠拢提供了良好机遇。世纪之交的中国石油、石化产业、正面临着一场严峻挑战。当前国外石化产业正进行第3次结构调整，调整的目的之一就是进军中国市场。中国石油、石化产业正经受着前所未有的考验。在竞争中，我国的差距之一就是固定资产投资高，因此，转变观念，提高对使用直缝电阻焊钢管的认识水平，对我国石油、石化工业与国外大公司的竞争尤为重要。
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