石油天然气的发展对钢铁工业结构调整的影响专题之一
2002-02-06 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
一、据了解，“十五”期间，我国将大力发展石油天然气产业，拟建１０００万吨原油储备及配套设施。这将给我国钢管企业带来发展机遇，促进我国钢铁工业调整结构。
２０００年以来，国际石油价格继续上扬，带动了中东、中亚乃至世界主要产油国加大了石油天然气工程建设的力度。我国“西气东输”工程已经启动，中俄输油气管道即将开工；其他国内大的管道建设工程，除已经开工的涩宁兰线和兰成渝线外，还有忠武线马上就要进行招投标，陕京天然气复线也已进入预可研。同时，国家从战略安全和应付突发事件考虑，将加大石油战略储备的力度，建设大型原油、成品油储备和管理运输网等配套设施。
据统计，全国石油的总资源量９４０亿吨，其中陆上６９４亿吨（占７３．８％），海域为２４６亿吨（占２６．２％）；天然气的总资源量为３８．１４万亿立方米，其中陆上为２９．９万亿立方米（占７８．１％），海域为８．１５万亿立方米（占２１．５％）。天然气在世界能源结构中占到２５％，而我国仅占２％。在２１世纪，作为朝阳产业的天然气业，具有广阔的前景，必将迎来大的发展。
１、西部大气田呼唤大市场。塔里木、柴达木、陕甘宁和川渝盆地，这４座国家级天然气田蕴藏着２６万亿立方米天然气资源，占全国陆上天然气资源总量的８６．７％。到２０００年底，西部地区累计探明的天然气储量超过１．６万亿立方米，２０００年生产能力达到１９０亿立方米。这４座气田勘察前景越来越好，在未来１０年内，累计探明储量将达到３．４５万亿立方米，可以建成５００亿立方米的年生产能力。
２、长江三角洲用气市场潜力巨大。全国天然气资源集中在西部地区，而消费市场主要在东部地区，长江三角洲人中密集，经济发达，是全国天然气需求量最大的地区。预测上海市、江苏省和浙江省的用气量，到２００５年为１１９亿立方米，２０１０年为３１０亿立方米，比较落实的用气项目，主要有燃气发电、化学工业、其它工业和居民生活燃料等。这一地区的天然气消费前景是兴建“西气工输”管道工程的前提条件，也是西部开发战略的重要组成部份。
３、“西气东输”将强力带动钢管等相关产业。“西气工输”主干线贯穿９个省市自冶区，初步估算将使用钢材２０７万吨，消耗焊条５１００吨，挖填土石３０００万立方米以上，同时需要大量的水泥、木材、气泵、仪器仪表和自动化设备。除了５５５亿元的主干道投资外，西部气田和沿途城市内部管网的投资将突破１１００亿元，成为投资密集的大市场。“西气东输”将加快长江三角洲地区的工业结构的调整，促进化肥、化工、电力的发展。同时为保证长江三角洲地区８５００万户居民生活燃气产品、机械制造业和建筑安装业的发展，估计１０年后，工程量超过８００亿元。
二、专家预测，今后１０－１５年内我国需各类天然气管线管为９６２－１００５万吨，如果包括海洋天然气、液化天然气、煤层气和原油、成品油以及煤浆输送管线管等，总计将达１０６２－１１０５万吨左右（若直缝焊管占５０％，即有５３１－５５２．５万吨）。
１、“西气工输”工程及其支线用管情况
“西气东输”工程用管量很大。按有关设计规范测算，“西气工输”工程按管径１０６７毫米，全长４０００公里考虑，需管材１７５成万吨，其中螺旋管１３７万吨（壁厚１４．６毫米），直缝管３８万吨（壁厚１７．５－２５．４毫米）。螺旋管只能用于一类地区（山野荒漠和人烟稀少地区）起码缝焊管主要用于二、三、四类地区（人口稠密、工业经就是发达地区、低温地区、高落差地段以及穿过铁路、公路、河流和地震多发地段等）。
“西气东输”工程干线辐射到国内沿线各省，支干线管道拟建和规划建设的有６条，即（四川）忠县－－武汉、涩北－－兰州、靖边－－淄博、易县－－石家庄、兰州－－甘圹、武汉－－淮南、天津－－南京，管径６１０－８１１毫米，总长４０３６公里。以上支干线管径为６１０、６５０、７１０、８１０毫米，全长总重５２万吨。
２、全国６大区域管网用管情况
此外，全国按六大区域管网规划，其中西部地区管网的管径４００－７００毫米，长度２０００公里；中部地区管网的管径３００－８００毫米，长度２３００公里；川渝湘鄂赣地区管网管径３００－７００毫米，长度２１００公里；长度２１００公里；长江三角洲地区管网管径３００－８００毫米，全长２９００公里；东北地区管网管径６００－８００毫米，全长１３００公里；环渤海地区管网，管径５００－８００毫米，全长１８００公里。综上所述，这六大区域管网径３００－８００毫米，全长１２４００公里，总量１４０万吨。此外，进口天然气，在国内的管道其管径１０１６、１２１９以及１４２２毫米的管线管为５９５－６３８万吨。
三、“西气东输”工程管道需要使用高强度、高韧性和良好的可焊性钢管，因此制管用的钢板带应当是超纯净低Ｃ、低Ｓ、低Ｐ、微合金化的控轧控冷管线专用焊接结构钢，具有高强度（屈强比０．８５－０．９０）、高韧性和良好的可焊性；低温下的断裂抗力和抗氢致辞裂能力；其化学成分、力学性能、材质均匀性以及板型公差等比Ｘ６５钢级板带均提高了一个档次。
“西气东输”工程管道的技术特点是：国内距离最长（全长４０００公里左右），经由行政区域最多（９个省市自冶区，６６个县市），地形、地貌、地质条件最复杂多样（沙漠、戈壁、山区、丘陵、盆地、平原、黄土高原、江财水网和大量农田）以及穿越铁路、公路、河流和人口稠密区、工业经济区，输气量最大（年输气量１２０亿立米），压力最高（１０ＭＰａ），管径最大（１０６７毫米），钢材等级最高（Ｘ７０级），压气站最多（１６－２２座），用户最多（１０多处分输点）。这些特点，集中反映到对用管的技术要求很高。
“西气东输”有关技术攻关工作正在展开，如管道防腐、内涂层减阴、焊接工艺、无损检测、干燥、延性断裂及止裂、沿线地质灾害危险评估、沿线断裂活动性评价、水下穿越等２０多个技术难题都正地进行研究。２０００年１０月２５日－２７日，“西气东输”工程项目经理部邀请美国、英国、日本等国及国内管道专家召开“高压输气管道延性断裂及止裂国际研讨会”，会议成果体现在三个方面：①数学模型及实验方法达成了共识；②基本数据提出了建议；③对下一上步板材冶炼、轧制、制管以及施工质量保证提出了建议。
在许多工业发达国家，管道工业的发展在很大程度上带动了冶金工业制管工业。长输管道用材特别是天然气输送管用材及船板是钢材技术含量最高的，在一定程度代表了一个国家冶金工业的水平。
“西气东输”工程管道用钢要求在提高钢管强度的同时，必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管，必须有很高的冲击韧性（ＣＶＮ），钢管一般的ＣＶＮ应为１００－１１０Ｊ，富气输送时要法语ＣＶＮ＞１９０Ｊ。同时，必须抗氢致开裂ＨＩＣ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒａｃｋ）。提高管线钢抗ＨＩＣ能力的措施有成份设计、冶炼控制、连铸工艺、控轧控冷等四个方面。展开来说，主要有三点：
①提高钢的纯净度。采用精料及高效铁水预处理（三脱）及复合炉外精炼，达到Ｓ≤０．００１％，Ｐ≤０．０１０％，［Ｏ］≤２０ｐｐｍ，［Ｈ］≤１．３ｐｐｍ。同时采用Ｃａ处理。②晶粒细化。主要通过微合金化和控轧工艺使晶粒充分细化，提高成分和组织的均匀性。为此，钢水和连铸过程要电磁搅拌；连铸过程采用轻压下技术；多阶段控制轧制及强制加速冷却工艺；ＴｉＯ处理，使得钢获得优良的显微组织和超细晶粒，最终组织状态是没有带状珠光体的针状铁素体或贝氏体。③降低含Ｃ量（Ｃ≤０．０６％），控制Ｍｎ含量，并添加Ｃｕ和Ｎｉ。
从炼钢来看，宝钢、武钢、鞍钢、攀钢、太钢等企业能生产不同等级的管线钢种，目前国内能生产Ｘ４２、Ｘ５２、Ｘ６０、Ｘ６５、Ｘ７０等，Ｘ７０目前在试用。管线钢国产化程度大幅度提高，产品质量有了显著的改进，产品的成份控制、强度、韧性、晶粒度、焊接性能等均已接近或达到国外同类产品的水平。但是，同“西气东输”的要求，同国外先进产品相比，特别是管线钢板的生产来看，差距很大，它将是影响我国直缝埋弧焊管发展的重要因素。因此，我国忙建设高水平的管线钢板生产线是必要的。
２０００年以来，国际石油价格继续上扬，带动了中东、中亚乃至世界主要产油国加大了石油天然气工程建设的力度。我国“西气东输”工程已经启动，中俄输油气管道即将开工；其他国内大的管道建设工程，除已经开工的涩宁兰线和兰成渝线外，还有忠武线马上就要进行招投标，陕京天然气复线也已进入预可研。同时，国家从战略安全和应付突发事件考虑，将加大石油战略储备的力度，建设大型原油、成品油储备和管理运输网等配套设施。
据统计，全国石油的总资源量９４０亿吨，其中陆上６９４亿吨（占７３．８％），海域为２４６亿吨（占２６．２％）；天然气的总资源量为３８．１４万亿立方米，其中陆上为２９．９万亿立方米（占７８．１％），海域为８．１５万亿立方米（占２１．５％）。天然气在世界能源结构中占到２５％，而我国仅占２％。在２１世纪，作为朝阳产业的天然气业，具有广阔的前景，必将迎来大的发展。
１、西部大气田呼唤大市场。塔里木、柴达木、陕甘宁和川渝盆地，这４座国家级天然气田蕴藏着２６万亿立方米天然气资源，占全国陆上天然气资源总量的８６．７％。到２０００年底，西部地区累计探明的天然气储量超过１．６万亿立方米，２０００年生产能力达到１９０亿立方米。这４座气田勘察前景越来越好，在未来１０年内，累计探明储量将达到３．４５万亿立方米，可以建成５００亿立方米的年生产能力。
２、长江三角洲用气市场潜力巨大。全国天然气资源集中在西部地区，而消费市场主要在东部地区，长江三角洲人中密集，经济发达，是全国天然气需求量最大的地区。预测上海市、江苏省和浙江省的用气量，到２００５年为１１９亿立方米，２０１０年为３１０亿立方米，比较落实的用气项目，主要有燃气发电、化学工业、其它工业和居民生活燃料等。这一地区的天然气消费前景是兴建“西气工输”管道工程的前提条件，也是西部开发战略的重要组成部份。
３、“西气东输”将强力带动钢管等相关产业。“西气工输”主干线贯穿９个省市自冶区，初步估算将使用钢材２０７万吨，消耗焊条５１００吨，挖填土石３０００万立方米以上，同时需要大量的水泥、木材、气泵、仪器仪表和自动化设备。除了５５５亿元的主干道投资外，西部气田和沿途城市内部管网的投资将突破１１００亿元，成为投资密集的大市场。“西气东输”将加快长江三角洲地区的工业结构的调整，促进化肥、化工、电力的发展。同时为保证长江三角洲地区８５００万户居民生活燃气产品、机械制造业和建筑安装业的发展，估计１０年后，工程量超过８００亿元。
二、专家预测，今后１０－１５年内我国需各类天然气管线管为９６２－１００５万吨，如果包括海洋天然气、液化天然气、煤层气和原油、成品油以及煤浆输送管线管等，总计将达１０６２－１１０５万吨左右（若直缝焊管占５０％，即有５３１－５５２．５万吨）。
１、“西气工输”工程及其支线用管情况
“西气东输”工程用管量很大。按有关设计规范测算，“西气工输”工程按管径１０６７毫米，全长４０００公里考虑，需管材１７５成万吨，其中螺旋管１３７万吨（壁厚１４．６毫米），直缝管３８万吨（壁厚１７．５－２５．４毫米）。螺旋管只能用于一类地区（山野荒漠和人烟稀少地区）起码缝焊管主要用于二、三、四类地区（人口稠密、工业经就是发达地区、低温地区、高落差地段以及穿过铁路、公路、河流和地震多发地段等）。
“西气东输”工程干线辐射到国内沿线各省，支干线管道拟建和规划建设的有６条，即（四川）忠县－－武汉、涩北－－兰州、靖边－－淄博、易县－－石家庄、兰州－－甘圹、武汉－－淮南、天津－－南京，管径６１０－８１１毫米，总长４０３６公里。以上支干线管径为６１０、６５０、７１０、８１０毫米，全长总重５２万吨。
２、全国６大区域管网用管情况
此外，全国按六大区域管网规划，其中西部地区管网的管径４００－７００毫米，长度２０００公里；中部地区管网的管径３００－８００毫米，长度２３００公里；川渝湘鄂赣地区管网管径３００－７００毫米，长度２１００公里；长度２１００公里；长江三角洲地区管网管径３００－８００毫米，全长２９００公里；东北地区管网管径６００－８００毫米，全长１３００公里；环渤海地区管网，管径５００－８００毫米，全长１８００公里。综上所述，这六大区域管网径３００－８００毫米，全长１２４００公里，总量１４０万吨。此外，进口天然气，在国内的管道其管径１０１６、１２１９以及１４２２毫米的管线管为５９５－６３８万吨。
三、“西气东输”工程管道需要使用高强度、高韧性和良好的可焊性钢管，因此制管用的钢板带应当是超纯净低Ｃ、低Ｓ、低Ｐ、微合金化的控轧控冷管线专用焊接结构钢，具有高强度（屈强比０．８５－０．９０）、高韧性和良好的可焊性；低温下的断裂抗力和抗氢致辞裂能力；其化学成分、力学性能、材质均匀性以及板型公差等比Ｘ６５钢级板带均提高了一个档次。
“西气东输”工程管道的技术特点是：国内距离最长（全长４０００公里左右），经由行政区域最多（９个省市自冶区，６６个县市），地形、地貌、地质条件最复杂多样（沙漠、戈壁、山区、丘陵、盆地、平原、黄土高原、江财水网和大量农田）以及穿越铁路、公路、河流和人口稠密区、工业经济区，输气量最大（年输气量１２０亿立米），压力最高（１０ＭＰａ），管径最大（１０６７毫米），钢材等级最高（Ｘ７０级），压气站最多（１６－２２座），用户最多（１０多处分输点）。这些特点，集中反映到对用管的技术要求很高。
“西气东输”有关技术攻关工作正在展开，如管道防腐、内涂层减阴、焊接工艺、无损检测、干燥、延性断裂及止裂、沿线地质灾害危险评估、沿线断裂活动性评价、水下穿越等２０多个技术难题都正地进行研究。２０００年１０月２５日－２７日，“西气东输”工程项目经理部邀请美国、英国、日本等国及国内管道专家召开“高压输气管道延性断裂及止裂国际研讨会”，会议成果体现在三个方面：①数学模型及实验方法达成了共识；②基本数据提出了建议；③对下一上步板材冶炼、轧制、制管以及施工质量保证提出了建议。
在许多工业发达国家，管道工业的发展在很大程度上带动了冶金工业制管工业。长输管道用材特别是天然气输送管用材及船板是钢材技术含量最高的，在一定程度代表了一个国家冶金工业的水平。
“西气东输”工程管道用钢要求在提高钢管强度的同时，必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管，必须有很高的冲击韧性（ＣＶＮ），钢管一般的ＣＶＮ应为１００－１１０Ｊ，富气输送时要法语ＣＶＮ＞１９０Ｊ。同时，必须抗氢致开裂ＨＩＣ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒａｃｋ）。提高管线钢抗ＨＩＣ能力的措施有成份设计、冶炼控制、连铸工艺、控轧控冷等四个方面。展开来说，主要有三点：
①提高钢的纯净度。采用精料及高效铁水预处理（三脱）及复合炉外精炼，达到Ｓ≤０．００１％，Ｐ≤０．０１０％，［Ｏ］≤２０ｐｐｍ，［Ｈ］≤１．３ｐｐｍ。同时采用Ｃａ处理。②晶粒细化。主要通过微合金化和控轧工艺使晶粒充分细化，提高成分和组织的均匀性。为此，钢水和连铸过程要电磁搅拌；连铸过程采用轻压下技术；多阶段控制轧制及强制加速冷却工艺；ＴｉＯ处理，使得钢获得优良的显微组织和超细晶粒，最终组织状态是没有带状珠光体的针状铁素体或贝氏体。③降低含Ｃ量（Ｃ≤０．０６％），控制Ｍｎ含量，并添加Ｃｕ和Ｎｉ。
从炼钢来看，宝钢、武钢、鞍钢、攀钢、太钢等企业能生产不同等级的管线钢种，目前国内能生产Ｘ４２、Ｘ５２、Ｘ６０、Ｘ６５、Ｘ７０等，Ｘ７０目前在试用。管线钢国产化程度大幅度提高，产品质量有了显著的改进，产品的成份控制、强度、韧性、晶粒度、焊接性能等均已接近或达到国外同类产品的水平。但是，同“西气东输”的要求，同国外先进产品相比，特别是管线钢板的生产来看，差距很大，它将是影响我国直缝埋弧焊管发展的重要因素。因此，我国忙建设高水平的管线钢板生产线是必要的。
