以焊管装备技术进步推动焊管产业可持续发展

• 我国的螺旋焊管生产线自动化和信息化水平落后于直缝埋弧焊管 。 • 近年来，对高质量螺旋焊管的需求推动了预精焊机组建设的飞速 发展。某些国际石油公司在制管工厂预审时只审核预精焊机组， 对一步法机组不屑一顾，这表明是否采用两步法对重大管线投标 的影响已经显现。 • 由于螺旋焊管企业实力的增长，许多焊管企业有能力建设预精焊 机组。十年前，全世界螺旋焊管预精焊机组不过4、5条，而今全 世界螺旋焊管预精焊机组已超过20条，其中印度新建的预精焊机 组已超过10条，土耳其1条，中国４条，美国新建的4条制管机组 均为预精焊机组。 • 国外先进的预精焊机组预焊速度可达8~10米/分，精焊可实现一 键式操作，甚至无人全自动操作，所有焊接装置全部遥测监控。 我国制管装备企业在预精焊机组研制方面已经取得了重大进展， 但在自动化和信息化水平方面与国际先进水平还有较大差距，还 有很多工作要做。
• 在当前经济发展速度适当放缓的形势下，我国焊管产业也 面临着如何转变增长方式，实现可持续发展的现实问题。 • 焊管企业之间的竞争将会更加激烈。焊管企业正在积极推 进技术进步和装备升级，提高企业竞争实力，开发新产品 ，开拓新的国际市场，焊管装备的技术进步是其中不可忽 视的重要一环。 • 我国在“十二五”期间，将继续建设一批油气长输管道。 如西气东输三线、四线，以及中亚天然气管道C线、中缅 油气管道国外段和国内段等，规划新建天然气干线管道 2.2万公里、支线1万公里，考虑沿线区域管网建设，大口 径油气输送钢管年需求量也仅有700万吨左右。 • 目前拥有的机组能力已经足够，不会有大的需求缺口。 • 我国管线钢和钢管的绝大部分都已实现国产化。除了少量 高端油井管外，可以替代进口的焊管产品少之又少。 • 在市场过度饱和的情况下，继续大规模地建设焊管机组是 不可取的。
• 2000年，国家启动了总投资超过460亿元的西气东输管道工 程。西气东输工程需要大直径焊接钢管160万吨。干线钢管钢 级为X70，外径1016mm，壁厚14.6mm～26.2mm，管端外 径公差为+2.0mm/-0.5mm，钢管内壁涂覆减阻内涂层，外壁 涂敷三层聚乙烯防腐层。西气东输工程的钢管标准是世界上 技术要求最高的焊接钢管标准之一。这对于我国制管业既是 千载难逢的机遇，也是极为严峻的挑战。 • 我国当时的焊管机组机组现状与这些要求还有相当大的差距 。我国的焊管装备制造业为西气东输工程钢管的国产化提供 了强大的支持。设计制造了重载荷飞焊车式开卷-矫平-对焊机 组、大壁厚铣边机、新型两辊行星减速液压压下递送机、强 力外控式成型器，与管厂联合开发了钢管管端扩径机和管端 焊缝打磨装置，管体和焊缝超声波自动探伤和大壁厚X射线工 业电视检测以及钢管内外涂覆等关键设备，为西气东输工程 螺旋焊管全部国产化做出了贡献。 • 国内装备制造厂家还为第一条JCOE机组提供了预焊机、预弯 机、平头机和水压机等关键设备，为直缝埋弧焊管国产化实 现历史性的突破也起了很大作用。
• 在关键工序参数的监控方面，欧洲先进焊管企业装备了工艺 设备参数记录仪、多通道焊接参数记录仪等设备，可以自动 记录成型和焊接的所有参数。所记录的成型参数可以与钢管 的外观尺寸激光检测装置相对照，保证钢管成型的高精度， 满足海底管线的严格要求；焊接参数可以与无损检测装置相 联系，对焊接参数波动点在第一时间进行精确的无损检测； 生产控制和信息系统系统与所有的检测环节相连接，对钢管 的无损检测信息进行不间断的监控等等。
3. 以焊管装备技术进步推动焊管 产业可持续发展
• 温总理在十一届人大五次会议的政府工作报 告指出： • “我国经济社会发展仍然面临不少困难和挑 战。” • “从国内看，解决体制性结构性矛盾，缓解 发展不平衡、不协调、不可持续的问题更为 迫切、难度更大。” • “国内生产总值增长目标略微调低，主要是 要与“十二五”规划目标逐步衔接，引导各 方面把工作着力点放到加快转变经济发展方 式、切实提高经济发展质量和效益上来，以 利于实现更长时期、更高水平、更好质量发 展。”
焊管大型化和厚壁化的趋势
• 当前，出现了天然气长输管道大型化的趋势，单管输气能力将提高到 500亿m3/a，出现了对大口径厚壁X80钢管的需求。 • 如外径1 422mm壁厚21.6mm的X80螺旋焊管；管径1420mm的K65（类 似X80）直缝埋弧焊钢管，壁厚达到23.0/27.7和33.4mm；极地天然气 管道用管径1219mm的X80直缝埋弧焊钢管，壁厚23.7mm、31.6 和 37.9mm；爱尔兰天然气公司西柯利至米德尔顿管道壁厚19.1 mm的 L450MB (X65)直缝高频焊管等。 • 我国正在研究未来多条西气东输管道的规划，其中也包括管径1422mm 的方案，一级地区X80钢管的厚度可能达到21.4mm，三级地区X80钢管 的厚度也可能超过30mm。因此，壁厚21.6mm，管径1422mm的X80螺 旋焊管、壁厚大于32mm，管径1422mm的X80直缝埋弧焊管以及壁厚 25.4mm，管径660mm的高频直缝焊管是未来焊接管线管大型化的可能 规格。 • 一些制管企业正在研究现有制管机组的成型和焊接设备的增强改造问题。 需要装备制造企业的配合。
• 西气东输二线是我国首次采用X80钢级钢管的天然气长输管 道，西气东输二线引进中亚地区的天然气，管线的年输气量 将达到300亿立方米，管道干线长4 843km，直径1 219mm ，壁厚为18.4mm及以上，干线需用X80钢管278万吨，总投 资达到1 422亿元，这是世界管道史上史无前例的宏伟工程。 • 我国焊管机组的能力又一次面临严峻挑战，主力机组的能力 明显不足，需要增强，同时新建几套必要的机组，以保证工 程所需钢管的供应。 • 矫平机、铣边机和成型器等的增强改造和新建JCOE直缝焊 管机组的设备制造在装备制造企业强有力的支持下均得到完 满实现。 • 不仅实现了X80钢管国产化的目标，保证了西气东输二线和 中亚天然气管线按时投产，而且使我国在X80钢管的工程应 用方面由跟跑者跃居到领跑者行列，成为我国由焊管大国发 展到焊管强国的重要里程碑。 • 焊管装备制造业也得到长足发展，不仅能够提供全套螺旋焊 管装备，而且能够制造直缝埋弧焊管机组的预弯、预焊、成 型和焊接等主机设备，提供全线总承包服务，我国的焊管装 备也已大量出口。实现了焊管业和焊管装备制造业的双赢。
450 400 350 300
万吨
250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 月 7 8 9 10 11 12 2010 2011
• 据《钢管行业“十二五”发展规划纲要》 数据，到十一五末，我国拥有世界先进和 较先进的焊接钢管机组近400套。 • 其中大口径直缝埋弧焊管机组（JCOE、 UOE等）36套，产能600万吨，占总产能 约15%； • Φ325~660mm（HFW）高频电阻焊接钢管 机组60套，产能约960万吨，占总产能约 24%； • 大口径螺旋埋弧焊机钢管机组约300套产能 约800万吨，占总产能约20%。
正向模式
反向模式
钢管直度与成型参数的关系
钢管圆度的自动记录
• 目前国内只有宝钢集团UOE和HFW焊管生 产线具有较完善的计算机控制管理系统，可 对从原料到产品的所有过程数据进行记录及 跟踪，具有可靠、方便的可追溯性。 • 其他厂家虽然大部分也建立了质量信息系统 ，但还需要或可以进行人工干预，使整个流 程被分割成数段，往往受到国外审核专家的 质疑，在高端市场的客户信任度和竞争力有 待提高。 • 在采用信息化技术改造传统的焊管生产线这 一方面，装备制造业大有用武之地。
3.1 积极推进技术进步和装备升级，提 高焊管企业竞争实力
• 我国的焊管制造能力从数量上已能满足国内经济 建设的需要，并且有较大富裕，但是在质量保证 上还不能完全满足日益提高的技术标准的要求； • 焊管生产厂要加大对质量保证手段的投入，尤其 是对工艺装备的改进、自动控制系统、无损检测 设备和质量信息系统的建设和更新的投入。我们 在这一方面与国外先进水平还是有一定差距的， 特别是在质量信息系统的完善方面差距更大。
2. 焊管装备技术进步对焊管产业发 展的强大推动作用
• 回顾我国焊管产业的发展历史，可以清晰地看到 焊管装备的技术进步对我国焊管产业发展的强大 推动作用。 • 建国初期，我国仅有小口径炉焊管和小直缝高频 焊管。 • 螺旋缝埋弧焊管起步于1958年，从前苏联引进一 套Φ650螺旋缝埋弧焊管机组，1959年投产，仅 能生产单面焊螺旋焊管，设计年产能4~7万吨。 到1965年才首次实现双面焊接，1966年为四川 天然气输送干线生产了我国第一批2 增强设备能力，推进新产品开发， 努力开拓新市场
• 2011年，我国焊管年产量已突破4000万吨，但出 口比例仅为8%，在国内市场趋于饱和的情况下， 积极开拓国际市场是必然的出路。 • 但是过去我国焊管的出口多为小直径普通焊管， 附加值低，与印度、土耳其等国主要出口大口径 油气管线管形成巨大反差。 • 近年来，在此方面已有所改善，但大口径油气管 线管要求高，特别是海底管道技术和质量可靠性 要求更高，需要通过装备升级改造才能取得市场 准入资格。
第三届全国钢管· 板生产与 装备技术创新发展论坛
以焊管装备技术进步推动焊管 产业可持续发展
中国金属学会轧钢分会 焊管学术委员会 2012年4月
1. 我国焊管产业持续 多年高速发展
• 改革开放以来，我国焊管产业 持续多年高速发展。 • 2001年，我国焊管产量首次超 过日本，至今稳居世界第一， 成为世界焊管大国。 • 2004年，我国成为世界上最大 的钢管净出口国。 • 2011年，我国焊管产业在世界 经济复苏乏力的情况下逆势而 上，全年焊管首次突破4000万 吨大关，达到4048.7万吨，比 2010年同期增长27.5%，焊管 月产量和全年总产量双双刷新 历史最高纪录。实现了 “十二 五” 时期良好开局。 • 2012年一季度焊接钢管产量 1020万t，同比增长20.20%， 与去年同期增速19.20%相比， 增速上升1.00个百分点。
国外先进制管企业的信息化水平
• 欧洲、日本等国外先进制管企业对传统焊管生产线进行了 信息化改造，从单机自动化、区域自动化过渡到全线信息 化，实现了智能自动化。信息系统排除了人为干预因素， 不仅能够可靠地传递质量信息，而且具有对生产工艺和产 品过程的全过程监控分析能力，提高了产品在高端市场的 客户信任度和竞争力。