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天津友发钢管厂剖析焊管生产与装备技术
  高频直缝焊管(HFW)

  高频直缝焊管从传统的辊式成型发展到排辊成型,到如今的柔性成型(FFX)和直缘成型和等刚性(URD)机架的应用,成型技术日趋完善,在一定程度上实现了智能化成型;焊接和热处理电源从电子管式发展到全固态,大大提高了加热效率和数字化、智能化控制水平;通过对高频焊接过程的深入研究和持续改进,开发了以焊区增强为核心的焊接技术和质量控制技术,大大降低了产生灰斑缺陷的几率,使焊缝性能接近母材;通过实行一贯制管理模式,将高频焊管的质量控制前伸到原料设计和生产环节,提高了产品性能和质量水平,已在海底管道和高钢级油井管领域获得广泛应用。

  我国HFW焊管的装备水平有很大提高,部分大中口径生产线达到国际先进水平;通过对焊接和热处理工艺的持续改进,已经初步掌握了焊区增强技术,焊接质量大幅提高,有的焊缝性能已接近母材;已开发出P110套管,X65级HFW输送管已在海底管道应用。高频焊管装备国产化有很大进展,如石家庄的主机,保定的高、中频电源,沈阳的活套、飞锯等主要辅机等。高频焊管生产线的信息化系统建设进展较快,部分企业已建设了ERP、MES系统,运行良好。

  我国高水平的大中口径HFW焊管机组已接近50条,产能500万吨以上,市场严重饱和,但还有一批机组在建设中。今后应转变增长模式,注重技术更新和工艺改进,提高质量、开发新产品和节能降耗(如推广固态电源和接触焊工艺),提高信息化水平。

  螺旋埋弧焊管(SAWH)

  由于热轧板卷质量的不断提高和制管装备、工艺的巨大进步,螺旋焊管的质量迅速提高。

  螺旋焊管在我国和加拿大油气干线的应用均有出色表现,未发生较大的质量和安全问题,其良好的性能价格比已为越来越多的用户所接受;在油气管道市场,螺旋焊管已卷土重来,不仅收复了失地,而且应用范围不断扩大,过去不在油气管道使用螺旋焊管的美国、印度和欧洲一些主要管道业主都已大量采用,最典型的例子就是近几年世界上新建的3条X80天然气长输管线,其X80螺旋焊管的应用比例都超过了70%,有的还采用0.8的设计系数,提高了螺旋焊管的应力水平。

  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。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3条,美国新建的制管机组均为预精焊机组(4条)。其中印度和韩国已在美国建设螺旋焊管和配套的涂覆和二接一生产线,2009年已有3条预精焊螺旋焊管生产线建成投产,年设计产能均为30万吨。欧洲钢管博格钢管公司在佛罗里达新建了年产20万吨螺旋焊管预精焊生产线。印度的螺旋焊管精焊设备并不复杂,多采用带旋转辊的小车式,少数采用下设螺旋辊道,只有少数采用德国的上传动式。但效果都很好。

  低应力成型和残余应力控制、管端扩径和无损检测等技术、高韧性焊丝焊剂的应用,使我国螺旋焊管的质量大大提高,西气东输二线西段一次试压成功,在世界上产生了很大的影响。我国螺旋焊管不仅为我国管道建设提供了保证,而且大量出口。但我国螺旋焊管主要采用一步法生产,预精焊技术的普及率大大低于印度,我国预精焊工艺还处于磨合阶段,精焊质量、效率较低,与印度有较大差距。我国螺旋焊管预焊机组的装备水平低于印度,但精焊机组的装备水平高于印度,应重视预焊工艺质量,提高精焊水平。

  某些国际石油公司在制管工厂预审时只看预精焊机组,对一步法机组不屑一顾,是否采用两步法对重大管线投标的影响已经显现,如不急起直追,我们将在进入国际市场时遭遇技术壁垒。

  我国油气输送用螺旋焊管产能已达400万吨,今后应注重预精焊改造而不是新建机组。

  我国螺旋焊管机组的信息化水平与欧洲差距很大,应重视信息化建设,对原有生产线进行改造,中石油已启动了螺旋焊管机组的信息化建设工程。

  直缝埋弧焊管(SAWL)

  直缝埋弧焊管仍是油气管道采用的主要管型,特别是穿越用管、海底管道、大壁厚管道。大应变管、X90~X120超高强度钢管的开发也主要采用直缝埋弧焊工艺;

  JCOE技术无疑是近十几年来直缝埋弧焊管技术最重要的发展之一,它的出现大大降低了直缝埋弧焊管生产线的投资,使得中小制管企业也能够迈进直缝埋弧焊管制造的门槛。由于JCOE机组投资小,生产工艺灵活,产品质量与UOE相当,因此在世界范围内特别是在中国、印度和俄罗斯得到了迅速的发展。目前世界范围内的JCOE机组数量已超过50条,大大超过了全世界UOE机组的数量, JCOE已成为直缝埋弧焊管生产的主流工艺之一。

  从成型原理看,JCOE更适合于较小管径、较大壁厚海底钢管的成型,以及大壁厚弯管母管的生产,如西气东输二线厚壁X80弯管母管均为JCOE工艺生产。

  2005年,印度Welspun公司采用JCOE工艺成功生产了迄今为止最深的海底管线—墨西哥湾海底ITP管线用管,创造了水深2400m海底管线用管的记录,打消了对JCOE钢管可靠性的疑虑,使JCOE钢管成功进入了海底管线市场;俄罗斯OMK Vyksa钢管公司通过了DNV和北溪管道业主审核,获得了波罗的海海底天然气管道—北溪管道25%的订单(2期共50万吨),其TESA 1420 大口径直缝埋弧焊管JCOE生产线正在为北溪管道这一最大的海底管线生产钢管。

  我国黄石锻压机床厂成功开发了数控JCO成型机,其成型质量与国外先进装备相当,不仅为国内直缝埋弧焊管厂家广泛采用,而且大量出口到印度和墨西哥等国,为进一步推广JCOE工艺技术做出了很大贡献。

  我国直缝埋弧焊管机组主机装备水平高于印度,与世界一流水平相当;在机组的信息化和自动化方面与印度处于同一水平,但与欧洲、日本先进生产线还有较大差距。

  我国在X65/X70酸性服役管道开发和业绩方面与欧洲、印度差距很大,但在X80业绩方面领先。

  我国直缝埋弧焊管生产能力已突破300万吨,产能已大大超过国内市场需求,但还有很多企业跃跃欲试,有些生产线正在建设,预计到2011年我国直缝埋弧焊管生产能力将达到400万吨,而全国大口径输送钢管需求也只有300万吨,况且还大量使用螺旋焊管,而国外市场竞争也很激烈,因此确实不宜再新建生产线。要切实转变发展模式,对现有生产线进行信息化和自动化改造,提高质量保证能力,大力开发新产品,如海洋石油用管、重型厚壁结构钢管等,开拓新市场。

  结语

  最近十几年来,焊管技术取得了重大的飞跃式发展,焊管产能和质量均大幅度提高,但市场竞争也更加激烈,提高钢管性能、降低成本的要求也更加强烈。我国焊管企业应加快设备改造和升级,以适应管线管向高性能、高钢级、大壁厚和高尺寸精度发展的要求;要对无损探伤设备进行彻底更新,保证其可靠工作;通过信息化改造,实现从基础自动化到全线自动化、信息化的飞跃,将企业信息化提高到欧洲、日本先进制管厂的水平,使用户对我们产品的信赖度超过对印度产品的信赖度,才能在激烈的竞争中有立足之地,使我国真正成为世界钢管强国。

     信息源于:www.pbnusa.com
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