中国ERW焊管“十一五”发展战略探讨
2006-09-26 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
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2005年焊管产量中，螺旋埋弧焊管产量约300万吨，占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％。我国是世界ERW焊管第一生产大国。2005年，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％。2005年，全国油井管产量为240万吨，其中无缝管220万吨，占90％以上，ERW焊管20万吨，占8.3％；全国生产锅炉管80万吨，其中由ERW管制作的中低压锅炉管产量为8万吨，占10％。我国ERW焊管机组按规格比例分布看，大中规格机组所占的比例偏低。
中国钢管发展的总趋势是：焊管产量的增速快于无缝管，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。因此，这就使得ERW焊管的市场份额迅速扩张。并与无缝管和埋弧焊管形成新一轮竞争态势。
ERW焊管产品技术结构及发展方向
2005年，我国焊管产量达到1567万吨，其中ERW焊管产量约1227万吨，占焊管总产量的79％。从技术层面来评估。ERW焊管产品的构成共有6个层次(见表)。
从表中可以看出：低档产品占大多数，而高端产品不足，因此，ERW焊管应当向高端产品方向发展。例如，国内ERW焊管制作的石油套管，目前多限于J55钢级，大港油田集团新世纪机械制造有限公司ERW219机组拟开发N80级石油套管，以打破国外产品的市场垄断。
ERW焊管在Ф508mm-Ф50.8 mm范围内的油井管、锅炉管和建筑管市场同无缝管有重叠的领域，构成了既竞争又互补的关系。ERW焊管在几何形状(圆周和壁厚均匀)和价格上比无缝管有优势，但由于有一条焊缝，焊管在整个管体力学性能上比无缝管稍逊一筹。因此，ERW焊管发展的关键在于改善其焊缝性能，并可从两个方面去努力：一是提高热轧板卷的质量，消除“灰斑”缺陷；二是提高焊缝的物理性能。在建筑管市场上，ERW焊管主要是向厚壁方向发展。目前，大港油田新世纪公司在建的ERW219机组，其壁径比可达1／10，例如由114mm焊管的壁厚可达11mm，而国内其他厂家目前只能达到7mm。
ERW焊管在Ф610mm-Ф219mm范围内的油气输送管市场上，主要同螺旋焊管有重叠的领域。ERW焊管在几何形状、力学性能和防腐效果上比同直径的螺旋焊管有优势，加之近年来热轧板卷产量的急剧增加和质量的迅速提高，ERW焊管价格也有所回归，螺旋焊管的价格优势正在弱化。实际上，螺旋焊管如果要做到焊缝上防腐层的厚度与管体上防腐层的厚度相同，要做到焊缝的预精焊和钢管的整体冷扩径，这势必会增加设备投资和运营成本，并将较大幅度地抬升螺旋焊管的价格。目前螺旋焊管的价格优势并不是其真实价值的反映，国内应再增设3~4条大口径直缝埋弧焊管生产线。
在城市建筑上，自来水管用ERW热镀锌管每年有约650万吨的消费量，仍居于主导地位。虽然有来自PE塑料管的挑战，但近几年的实践证明，PE管由于不适应温度的变化和易老化等弱点，正在悄然退出自来水管市场。ERW在这个市场上有两个发展方向：一是注意到热镀锌过程对环境的危害，需要向环境保护及循环经济方向发展；二是向复合管即钢塑复合管方向发展。
ERW焊管机组产品规格比例
目前，国内ERW焊管机组约有1000套(台)以上。2005年10月以后，我国陆续建成了上海中油天宝钢管公司、浙江金洲钢管公司和上海宝钢钢管分公司ERW610机组。今年，华油钢管有限公司扬州分公司ERW508机组、天津双街钢管公司ERW610机组也相继建成。因此，我国大口径ERW机组的数量迅速增加。由于我国ERW中小机组数量很多，即使增加5~6台ERW508—610机组，大口径ERW焊管所占比例仍小于西方发达国家。
对此，国内专家有两种解读：一是认为目前我国的ERW高频焊管机组不仅落后，而且规格比例严重失调，与发达国家差距很大。我国目前Ф76mm以下的小规格机组占了94％以上，大部分产品为低档次的水煤气管，产品过剩，质量差；Ф89mm-Ф200mm的中型机组占4.8％，Ф219mm-Ф508mm的大型机组仅占1-2％，ERW610机组尚存空白。各国都在积极研究用ERW钢管代替无缝管和螺旋焊管，在工业发达国家，直径在Ф610mm以下的管道工程，ERW钢管所占比例已达到70％左右。二是认为，大口径焊管领域本是螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管的优势范围，追求用ERW焊管来填补空白是没有道理的。笔者认为这
两种观点各有一定的客观性：前一种观点是从长远和从全国范围内来看的，后一种观点是基于中石油行业用油气输送焊管的现实情况来说的。因此，发展大口径ERW焊管的问题，应由各个企业自己来审时度势，对专家的不同见解作出自己的判断。
中国ERW焊管发展的战略向题探讨
我国ERW焊管在Ф89mm-Ф610mm范围内的先进技术设备几乎都是从国外引进的。我国自1985年-2005年引进的ERW焊管有代表性的生产线，从国别来说，有德、英、美、日、
韩等；从成型技术来说，排辊成型的几种典型机组——Cage Forming、CTA、TBS和Edge—straight Forming，柔性成型的两种典型方式——F.F和F.F.x成型，辊式成型中的w成型法以及辊式与排辊的复合成型方式都引进了；从规格来说，从Ф114 mm-Ф660 mm都有。可以说，中国引进国外ERW焊管先进生产技术设备，已集ERW成型法之大成。
很显然，ERW关键技术都是引进的，成为“依附型”的经济模式，缺乏自主知识产权。因此，“十一五”时期，中国ERW焊管发展的战略应当是：以科学发展观为指导，以自主创新为核心，以循环经济为目标，以节能环保为重点，在产品开发、设备制造和工艺创新上形成自主知识产权，沿着新型工业化道路向钢管强国的目标迈进；在技术上提高焊缝性能，在产品上向中高端领域进军，在行业上重点钢管企业要加速联合重组的步伐，要成为生态保护型、循环经济型、产品高档型、工艺设备先进型的自主创新型现代化工厂；从市场定位上来说，就是以能源工业(石油、天然气、煤炭、电力)用管为着力点，以城市燃气管网为承载点，以机械制造和建筑用管为支撑点，拉动钢管产业链的延伸和协作分工，立足国内，面向世界。
笔者将从节约能源、循环经济和技术自主创新的角度，重点谈一下ERW焊管的发展对策。
从宏观经济层面来透视，与西方先进国家相比较，中国ERW焊管工业起步比较晚，现在属于“追赶阶段”，处于发展的上升期，而且我国技术基础、物质基础还比较薄弱，因此，走引进技术这条路，建设速度是比较快的。中国在不太长的时间内已成为世界上产量第一的钢管大国，发展速度之快令世人瞩目。但从核心技术来说，自主创新的技术设备成果总体上还很少，绝大部分是国外技术。从现在起，自主创新应提到议事日程上来了。引进的目的不只是为了生产，更要转变观念，变成“引进为了创新，引进促进创新”。
节能是钢管生产的头等大事。ERW焊管主要能耗来自高频感应加热设备，选择先进技术设备可以大幅度降低能耗及用水。目前引进的固态电源高频焊机节能效果较好，国内部分厂家也在消化移植，已取得阶段性成果。例如天津有的民企(焊管设备厂家)已经能生产700kW的固态电源高频焊机，使用情况良好。
自主创新要敢于挑战权威和传统思维。以ERW焊管的焊接工艺为例，通常认为感应焊方式比接触焊方式的焊接质量要好，但接触焊比感应焊更节能。例如ERW610机组，若用固态电源的接触焊机只需600kW的功率，而用感应焊机却需1200kW，后者功率是前者的1倍，在国外如日本就用接触焊方式生产出高档ERw焊管。再者，我国ERw焊管生产线若按传统思维模式需配备剪切对焊机及螺旋活套，而日本和韩国的不少企业采用“卷对卷”方式生产，即省掉了上述两个设备。从节能观点来看，焊接电流的频率选择不可太低，有专家认为“在感应焊时，频率可选择低些，但最低不能低于150kHz”。目前，国内有拟上大型ERW焊管机组的企业想主要用接触焊方式来生产高品质管，采用“卷对卷”生产方式。可以节省投资和金属材料。
国内引进了各种不同的ERW焊管成型机组，但是在系统地分析这些机组的设计理念方面还做得不够深。例如，欧洲和日本在ERW焊管成型的基本理念上不甚相同：欧洲的ERW形变理论重点是在定径上——加大定径的变形量，而日本的ERW形变理论重点是在粗成型阶段基本完成均匀配比变形，而不是在定径阶段加大变形量。由于变形理念的不同，其各自的设计思路和设备结构均有所不同。很显然，粗成型的均匀变形理念导致F.F.X的动力消耗减少。
目前，国内多数ERW机组的先进设备是引进成型机组，而其余设备国产化。因此，国产化要有一个正确的指导思想，就是要从节能和循环经济的观点出发。例如，水压机机型国产化的选择有两个方案：一是高压泵一增压缸机型；另一个是高压泵机型。很显然，增压缸方案在节约能源和降低运营费用方面较有优势，而且是运行较平稳、可靠的方案。
总之，我国ERW焊管的发展应把节约能源和循环经济放到首位，将推动自主创新摆在更加突出的位置，把提高自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式和提高行业竞争力的中心环节，大力加强原始创新、集成创新和二次创新，力争在一些重要产品、重要工序和重要领域实现重点突破，提升产业整体水平。（中国冶金报）
中国钢管发展的总趋势是：焊管产量的增速快于无缝管，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。因此，这就使得ERW焊管的市场份额迅速扩张。并与无缝管和埋弧焊管形成新一轮竞争态势。
ERW焊管产品技术结构及发展方向
2005年，我国焊管产量达到1567万吨，其中ERW焊管产量约1227万吨，占焊管总产量的79％。从技术层面来评估。ERW焊管产品的构成共有6个层次(见表)。
从表中可以看出：低档产品占大多数，而高端产品不足，因此，ERW焊管应当向高端产品方向发展。例如，国内ERW焊管制作的石油套管，目前多限于J55钢级，大港油田集团新世纪机械制造有限公司ERW219机组拟开发N80级石油套管，以打破国外产品的市场垄断。
ERW焊管在Ф508mm-Ф50.8 mm范围内的油井管、锅炉管和建筑管市场同无缝管有重叠的领域，构成了既竞争又互补的关系。ERW焊管在几何形状(圆周和壁厚均匀)和价格上比无缝管有优势，但由于有一条焊缝，焊管在整个管体力学性能上比无缝管稍逊一筹。因此，ERW焊管发展的关键在于改善其焊缝性能，并可从两个方面去努力：一是提高热轧板卷的质量，消除“灰斑”缺陷；二是提高焊缝的物理性能。在建筑管市场上，ERW焊管主要是向厚壁方向发展。目前，大港油田新世纪公司在建的ERW219机组，其壁径比可达1／10，例如由114mm焊管的壁厚可达11mm，而国内其他厂家目前只能达到7mm。
ERW焊管在Ф610mm-Ф219mm范围内的油气输送管市场上，主要同螺旋焊管有重叠的领域。ERW焊管在几何形状、力学性能和防腐效果上比同直径的螺旋焊管有优势，加之近年来热轧板卷产量的急剧增加和质量的迅速提高，ERW焊管价格也有所回归，螺旋焊管的价格优势正在弱化。实际上，螺旋焊管如果要做到焊缝上防腐层的厚度与管体上防腐层的厚度相同，要做到焊缝的预精焊和钢管的整体冷扩径，这势必会增加设备投资和运营成本，并将较大幅度地抬升螺旋焊管的价格。目前螺旋焊管的价格优势并不是其真实价值的反映，国内应再增设3~4条大口径直缝埋弧焊管生产线。
在城市建筑上，自来水管用ERW热镀锌管每年有约650万吨的消费量，仍居于主导地位。虽然有来自PE塑料管的挑战，但近几年的实践证明，PE管由于不适应温度的变化和易老化等弱点，正在悄然退出自来水管市场。ERW在这个市场上有两个发展方向：一是注意到热镀锌过程对环境的危害，需要向环境保护及循环经济方向发展；二是向复合管即钢塑复合管方向发展。
ERW焊管机组产品规格比例
目前，国内ERW焊管机组约有1000套(台)以上。2005年10月以后，我国陆续建成了上海中油天宝钢管公司、浙江金洲钢管公司和上海宝钢钢管分公司ERW610机组。今年，华油钢管有限公司扬州分公司ERW508机组、天津双街钢管公司ERW610机组也相继建成。因此，我国大口径ERW机组的数量迅速增加。由于我国ERW中小机组数量很多，即使增加5~6台ERW508—610机组，大口径ERW焊管所占比例仍小于西方发达国家。
对此，国内专家有两种解读：一是认为目前我国的ERW高频焊管机组不仅落后，而且规格比例严重失调，与发达国家差距很大。我国目前Ф76mm以下的小规格机组占了94％以上，大部分产品为低档次的水煤气管，产品过剩，质量差；Ф89mm-Ф200mm的中型机组占4.8％，Ф219mm-Ф508mm的大型机组仅占1-2％，ERW610机组尚存空白。各国都在积极研究用ERW钢管代替无缝管和螺旋焊管，在工业发达国家，直径在Ф610mm以下的管道工程，ERW钢管所占比例已达到70％左右。二是认为，大口径焊管领域本是螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管的优势范围，追求用ERW焊管来填补空白是没有道理的。笔者认为这
两种观点各有一定的客观性：前一种观点是从长远和从全国范围内来看的，后一种观点是基于中石油行业用油气输送焊管的现实情况来说的。因此，发展大口径ERW焊管的问题，应由各个企业自己来审时度势，对专家的不同见解作出自己的判断。
中国ERW焊管发展的战略向题探讨
我国ERW焊管在Ф89mm-Ф610mm范围内的先进技术设备几乎都是从国外引进的。我国自1985年-2005年引进的ERW焊管有代表性的生产线，从国别来说，有德、英、美、日、
韩等；从成型技术来说，排辊成型的几种典型机组——Cage Forming、CTA、TBS和Edge—straight Forming，柔性成型的两种典型方式——F.F和F.F.x成型，辊式成型中的w成型法以及辊式与排辊的复合成型方式都引进了；从规格来说，从Ф114 mm-Ф660 mm都有。可以说，中国引进国外ERW焊管先进生产技术设备，已集ERW成型法之大成。
很显然，ERW关键技术都是引进的，成为“依附型”的经济模式，缺乏自主知识产权。因此，“十一五”时期，中国ERW焊管发展的战略应当是：以科学发展观为指导，以自主创新为核心，以循环经济为目标，以节能环保为重点，在产品开发、设备制造和工艺创新上形成自主知识产权，沿着新型工业化道路向钢管强国的目标迈进；在技术上提高焊缝性能，在产品上向中高端领域进军，在行业上重点钢管企业要加速联合重组的步伐，要成为生态保护型、循环经济型、产品高档型、工艺设备先进型的自主创新型现代化工厂；从市场定位上来说，就是以能源工业(石油、天然气、煤炭、电力)用管为着力点，以城市燃气管网为承载点，以机械制造和建筑用管为支撑点，拉动钢管产业链的延伸和协作分工，立足国内，面向世界。
笔者将从节约能源、循环经济和技术自主创新的角度，重点谈一下ERW焊管的发展对策。
从宏观经济层面来透视，与西方先进国家相比较，中国ERW焊管工业起步比较晚，现在属于“追赶阶段”，处于发展的上升期，而且我国技术基础、物质基础还比较薄弱，因此，走引进技术这条路，建设速度是比较快的。中国在不太长的时间内已成为世界上产量第一的钢管大国，发展速度之快令世人瞩目。但从核心技术来说，自主创新的技术设备成果总体上还很少，绝大部分是国外技术。从现在起，自主创新应提到议事日程上来了。引进的目的不只是为了生产，更要转变观念，变成“引进为了创新，引进促进创新”。
节能是钢管生产的头等大事。ERW焊管主要能耗来自高频感应加热设备，选择先进技术设备可以大幅度降低能耗及用水。目前引进的固态电源高频焊机节能效果较好，国内部分厂家也在消化移植，已取得阶段性成果。例如天津有的民企(焊管设备厂家)已经能生产700kW的固态电源高频焊机，使用情况良好。
自主创新要敢于挑战权威和传统思维。以ERW焊管的焊接工艺为例，通常认为感应焊方式比接触焊方式的焊接质量要好，但接触焊比感应焊更节能。例如ERW610机组，若用固态电源的接触焊机只需600kW的功率，而用感应焊机却需1200kW，后者功率是前者的1倍，在国外如日本就用接触焊方式生产出高档ERw焊管。再者，我国ERw焊管生产线若按传统思维模式需配备剪切对焊机及螺旋活套，而日本和韩国的不少企业采用“卷对卷”方式生产，即省掉了上述两个设备。从节能观点来看，焊接电流的频率选择不可太低，有专家认为“在感应焊时，频率可选择低些，但最低不能低于150kHz”。目前，国内有拟上大型ERW焊管机组的企业想主要用接触焊方式来生产高品质管，采用“卷对卷”生产方式。可以节省投资和金属材料。
国内引进了各种不同的ERW焊管成型机组，但是在系统地分析这些机组的设计理念方面还做得不够深。例如，欧洲和日本在ERW焊管成型的基本理念上不甚相同：欧洲的ERW形变理论重点是在定径上——加大定径的变形量，而日本的ERW形变理论重点是在粗成型阶段基本完成均匀配比变形，而不是在定径阶段加大变形量。由于变形理念的不同，其各自的设计思路和设备结构均有所不同。很显然，粗成型的均匀变形理念导致F.F.X的动力消耗减少。
目前，国内多数ERW机组的先进设备是引进成型机组，而其余设备国产化。因此，国产化要有一个正确的指导思想，就是要从节能和循环经济的观点出发。例如，水压机机型国产化的选择有两个方案：一是高压泵一增压缸机型；另一个是高压泵机型。很显然，增压缸方案在节约能源和降低运营费用方面较有优势，而且是运行较平稳、可靠的方案。
总之，我国ERW焊管的发展应把节约能源和循环经济放到首位，将推动自主创新摆在更加突出的位置，把提高自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式和提高行业竞争力的中心环节，大力加强原始创新、集成创新和二次创新，力争在一些重要产品、重要工序和重要领域实现重点突破，提升产业整体水平。（中国冶金报）
