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我国钢管行业概述

第一节 钢管的定义及分类

一、无缝钢管的定义及分类

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。

钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积最大,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。

1、结构用无缝钢管(GB/T8162-1999)是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。

2、流体输送用无缝钢管(GB/T8163-1999)是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。

3、低中压锅炉用无缝钢管(GB3087-1999)是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔(轧)无缝钢管。

4、高压锅炉用无缝钢管(GB5310-1995)是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。

5、化肥设备用高压无缝钢管(GB6479-86)是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。

6、石油裂化用无缝钢管(GB9948-88)是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管。

7、地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管,按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。

8、金刚石岩芯钻探用无缝钢管(GB3423-82)是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。

9、石油钻探管(YB528-65)是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种,车丝管用接头联结,不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。

10、船舶用碳钢无缝钢管(GB5213-85)是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450℃,合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450℃。

11、汽车半轴套管用无缝钢管(GB3088-82)是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。

12、柴油机用高压油管(GB3093-86)是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管。

13、液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管(GB8713-88)是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管。

14、冷拔或冷轧精密无缝钢管(GB3639-83)是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。

选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等,可以大大节约机械加工工时,提高材料利用率,同时有利于提高产品质量。

15、结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-1994)是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。

16、流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976-1994)是用于输送流体的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。

17、异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比,异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯抗扭能力,可以大大减轻结构重量,节约钢材。

 

二、焊接钢管的定义及分类

焊接钢管也称焊管,是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管生产工艺简单,生产效率高,品种规格多,设备资少,但一般强度低于无缝钢管。20世纪30年代以来,随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步,焊缝质量不断提高,焊接钢管的品种规格日益增多,并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。

直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低,发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%,而且生产速度较低。

因此,较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。

1、低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称一般焊管,俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管;接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外,还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。

 

低压流体输送用焊接钢管尺寸表(根据GB/T3092-93)

公称口径(mm) 公称口径(in) 外径(mm) 普通管壁厚(mm) 加厚管壁厚(mm)
6 1/8 10.00 2.00 2.50
8 1/4 13.50 2.25 2.75
10 3/8 17.00 2.25 2.75
15 1/2 21.25 2.75 3.25
20 3/4 26.75 2.75 3.50
25 1 33.50 3.25 4.00
32 11/4 42.25 3.25 4.00
40 11/2 48.00 3.50 4.25
50 2 60.00 3.50 4.50
65 21/2 75.50 3.75 4.50
80 3 88.50 4.00 4.75
100 4 114.00 4.00 5.00
125 5 140.00 4.00 5.50
150 6 165.00 4.50 5.50

2、低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管,俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2等。

3、普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。

4、直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。

5、承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,用双面埋弧焊法焊接,用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强,焊接性能好,经过各种严格的科学检验和测试,使用安全可靠。钢管口径大,输送效率高,并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。

6、承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管(SY5038-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接的,用于承压流体输送的螺旋缝高频焊钢管。钢管承压能力强,塑性好,便于焊接和加工成型;经过各种严格和科学检验和测试,使用安全可靠,钢管口径大,输送效率高,并可节省铺设管线的投资。主要用于铺设输送石油、天然气等的管线。

7、一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5037-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的用于水、煤气、空气和蒸汽等一般低压流体输送用埋弧焊钢管。

8、一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管(SY5039-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用高频搭接焊法焊接用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管。

9、桩用螺旋焊缝钢管(SY5040-83)是以热轧钢带卷作管坯,经常温螺旋成型,采用双面埋弧焊接或高频焊接制成的,用于土木建筑结构、码头、桥梁等基础桩用钢管。

第二节 钢管行业发展现状

随着中国经济的快速发展,基础建设大量展开,国内对钢管的需求量正不断攀升,即中国钢材中的管比在不断提高。

钢管包括焊管和无缝钢管,其产品主要用于石油、天然气工业输油、输天然气、城市输水、输煤气、热力管网和打桩等工程建筑中,还被广泛用于制造件和机械零件。

从钢管产量情况看,2005年中国无缝钢管产量为1.144万吨,焊管产量为1.747万吨;2006年中国无缝钢管产量为1.484万吨,焊管产量为2.009万吨;2007年中国无缝钢管产量为1.850万吨,同比增长24%,焊管产量为2.300万吨,同比增长13.4%。由于无缝钢管中存在一定利用热轧管加工的冷拔管,焊管中也存在镀层管,所以国家统计的钢管产量中存在一定重复材情况,但考虑到重复材占钢管比例并不太高,所以仍以国家统计的钢管产量为基准。整体上看,近几年国内钢管产量年增速基本都在20%以上,其中2007年国内钢管产量达到4.150万吨,较2001年增长了近四倍,这一增长速度要高于同期中国钢材产量的增长速度,即中国钢材中的管比在不断提高,可以说这几年是中国钢管行业发展历程中产量增长最快时期。

国内消耗钢管最多的行业是建筑行业,其次是石油、天然气行业,化工、锅炉、煤炭、电力以及汽车工业和机械加工工业,钢管的消费增长与这些行业的发展是紧密相关的。而近些年,不论是能源煤炭业,还是建筑业,包括汽车、机械等行业,都是国内发展最为迅速的产业,因而这些行业的快速发展对钢管消费增长的拉动作用很大,所以中国钢管消费增长速度一直高于国内钢材消费增长速度。2007年国内钢管消费量已达到3.500万吨,较06年增长16.6%,其中焊管消费1.970万吨,较06年增加270万吨,同比增长16%;无缝钢管消费为1.530万吨,较06年增加226万吨,同比增长27.3%,见下表。

在2000年到2007年,整体上,钢管在国内钢材消费比重呈逐步小幅上升态势,2007年钢管消费量为3.500万吨,较2000年增加2.500多万吨,钢管消费比重已达到8%以上,较2000年增加1.6个百分点。

从国内钢管生产能力情况看,无缝钢管方面:由于前些年国内无缝钢管企业扩建力度较小,在需求强劲拉动下,前几年国内无缝钢管市场出现紧张。从2004年开始,国内无缝钢管企业也开始进入了扩建高峰期,2005年国内先后有衡阳钢管的273连轧管机组、攀钢成无的340连轧管机组等项目投产,新增无缝钢管产能达200万吨,而2006年国内更是先后有天管100热轧机组、通钢100热轧机组等20个项目投产,新增产能300万吨,到2006年底国内无缝钢管产能已达到1.650万吨,中国是世界无缝钢管生产第一大国,国内无缝管企业约300多家,目前国内部分企业已具有高水平的无缝钢管制造技术,并拥有世界上先进的钢管制造设备,无缝钢管国产化率已接近90%,绝大部分品种、规格国内都可自己生产。目前中国无缝钢管生产规模较大的企业包括宝钢、天津钢管、包钢、攀钢成都无缝钢管、华菱衡管、鞍钢、冶钢、烟台鲁宝钢管等十几家企业,这些企业技术装备在国内属于先进水平,无缝钢管产量约占全国总产量的三分之二左右。

无缝钢管主要通过热轧生产,热轧管产量约占中国无缝钢管总产量的80%,此外还有采用热轧穿孔后冷轧或冷拔工艺生产小规格的无缝钢管。现在中国无缝钢管技术装备种类、规格齐全,拥有各类无缝钢管企业超过300家,其中能生产热轧成品管且工艺技术装备较完整的有20家左右,产能在900万吨左右。这类生产厂绝大多数为国有企业,技术装备先进,单线生产能力高,产品质量好,是无缝钢管生产的主导企业。还有一部分企业通过外购管坯加工无缝钢管或是为冷轧冷拨提供毛管或荒管坯料的中小企业,包括许多冷拔管企业,这类企业的设备比较简单,单线生产能力较低,产品以多规格小批量的产品为主。在这类企业中也有一批装备水平适中,产品质量可满足相应产品标准要求的企业,它们也占据一定的市场份额。前几年国内无缝钢管需求增长强劲,但国内管坯资源有限,造成管坯市场紧张,抑制了设备产能发挥。从2006年开始,国内管坯新建产能增长较快,初步统计有350万吨,而国内新建成无缝钢管产能在300万吨左右,即国内管坯资源供给增大,市场供给形势得到缓解。

从目前国内管坯供需情况看,天管、宝钢、包钢、衡管、鞍钢、攀钢、冶钢、通钢这八家国内最主要的无缝钢管企业拥有完整的无缝钢管生产流程,管坯供给能力基本可以满足企业生产需要,部分企业每年还可对外供应70至100万吨。而马钢、新兴、中天、潍坊、安阳、太钢、杭钢、兴澄、石家庄钢厂、湘钢、南通宝日等钢厂,包括一部分小钢厂,或是具有生产圆管坯能力,或是在项目建设过程中,前管坯能力已形成,但后续无缝钢管未建设,目前其圆管坯产品目前主要是外供,这部分管坯产能在350万吨左右。而从管坯需求上看,目前国内没有管坯能力,需要外购管坯生产的企业主要有常钢、立新、鲁星、中联、良山等,这部分企业的产能在350万吨,其中一些企业目前正在筹建炼钢管坯连铸项目,今后将减少外购量。从这可以看出,随着国内管坯能力的增强,国内管坯资源供给不足的情况在2006年已基本得到缓解,2007年以后国内管坯资源供给情况会平衡并略有富余。

焊接钢管方面,中国拥有较为庞大的焊管机组产能,焊管生产企业有上千家,这些焊管企业分布较广,遍布国内各个省区,而民营企业占据了多数,其中天津、河北、江苏、浙江及广东珠江三角洲地区较为集中。随着国内板材产能的快速增长,国内焊管生产获得了较充足的原料供应,焊管产能近几年也开始迅速增长,其中2005年国内有华北石油、宝钢钢管、华瑞克等企业多个焊管项目投产,新增产能在150万吨左右,2006年国内又有华北石油、中油天宝、辽阳钢管、天津双街等焊管机组投产,新增产能达400万吨,是近年来中国焊管产能增长较快的一年,目前国内焊管机组总生产能力已达到3.700万吨。另外,中国许多焊管企业生产具有季节性特点,并且许多机组根据市场情况组织生产,其生产连续性不强,因而在3.700万吨焊管产能中,产能实际发挥要低一些,预计实际有效产能在2.800万吨左右。

目前中国焊管主要有三大品种,即直缝高频焊管(ERW)、直缝双面埋弧焊管(LSAW)和螺旋埋弧焊管(SSAW)。其中直缝高频焊管是中国应用范围最广、生产机组最多和产量最高的钢管品种,其产能占焊管总产能的80%,产品规格为20至610毫米。其中20至89毫米机组因投资少、工艺技术水平和成本低,广泛应用于低压流体输送管和建筑脚手架管、自行车、家具结构用管,国内此类机组的数量最多,占到国内一半以上的产能。近几年219至610毫米机组发展也较为迅猛,特别是随着国内板材生产工艺的发展,为其提供了低成本、质量可靠的原料,并为其今后进一步发展创造了良好的条件。这部分产品已由流体输送、结构领域向无缝管应用领域的油井管、管线管发展。螺旋埋弧焊管因采用价格较低的窄带(板)卷连续焊接生产大口径(1.016至2.400毫米)焊管,生产工艺简单、运行费用低,具有低成本运行优势,在中大口径低压输水、热力和打桩管等市场具有价格优势,但在压力管道方面存在一定不足。直缝埋弧焊管是中国较晚发展起来的先进制管技术,其质量可靠,广泛应用于油气高压输送主干线上。该焊管机组由于投资相对较大,使用的原材料为成本较高的单张宽厚板,工艺较复杂,生产效率低,产品成本较高。因此,该技术受到钢板质量、价格以及制管成本的制约,在一般应用领域里缺乏竞争力。

整体上看,经过多年发展,中国部分企业的焊管机组装备已达到较高的技术水平,基本可以满足国内焊管市场需求,但目前中国也存在大量的装备水平不高的焊管机组,其中小口径焊管能力过剩,低档管比例较大,同时,中国生产高附加值焊管所需的高质量热板卷和宽厚板的技术水平目前仍有欠缺,不过随着国内重点钢铁企业不断加强技术进步,以及市场竞争淘汰,未来中国焊管机组结构会更加适合国内市场需求。

 

第三节 钢管行业的发展历程及特点

在新中国成立时,我国不能生产无缝钢管。1953年10月27日,鞍钢无缝钢管厂成功轧出我国第一根无缝钢管以来,从此结束我国不能生产无缝钢管的历史。以后产量逐年增长,成为世界无缝钢管生产大国。现在我国无缝钢管技术装备种类、规格齐全。具体来看,热轧无缝钢管装备:自1953年建成投产Ф140mm自动轧管机组以来,陆续开发、研制、设计、制造、建成投产一大批小型(Ф50mm-Ф100mm)穿孔机和自动、三辊、连轧、圆盘等轧管机组,并先后引进一批顶管、大型自动、扩管、三辊轧管机组,后期又引起一批先进的三辊、精密和连轧机组,现有(含在建)的热轧成品无缝钢管机组约9大类38套,即连轧管、自动轧管、周期轧管、热扩管、精密轧管、圆盘轧管、三辊轧管、顶管、挤压管和行星轧管机组,产品外径Ф21.3mm-Ф1100mm,设计能力504-514万吨。应该说,目前我国是世界热轧管机组的种类和规格最齐,是世界热轧无缝钢管最新、最先进机组的总汇,是世界最新装备、机组的实验地。

我国冷拨、冷轧无缝钢管设备发展状况:20世纪30年代后期,在上海建有螺丝式拉拨管机;40年代开始建有链式拉拨管机;50年代开始建有两辊和三辊冷轧机;60年代开始建有旋压管机;70年代开始建有液压冷拨管机;80年代开始引进先进的快速、高速以及大直径冷轧管机。我国现有各种冷轧机管近千台,其中国产两辊机组300多台,多辊机组600多台,引进机组43台。

中国钢管发展的历程与世界主要产钢大国钢管发展的历程相比较,有如下几个特点:

第一,世界各主要产钢大国是调低无逢管比例情况下,增加焊管的产量;中国是无缝管与焊管同时增长情况下,只是焊管的增速大于无缝管的增速,使焊管产量超过无缝管的产量,达到焊管的比例大于无缝管的比例。

第二,世界焊管在管型上重点发展ERW及UOE直缝焊管,而螺旋管(SSAW)萎缩;而中国是三种管型并举发展。

第三,中小机组较多,分布面较广,在企业形态上“小、多、散”的局面一时难以改观。

第四,中国热轧板带近年来迅猛发展,为焊管业的兴旺提供了充足的原料。

钢管作为钢材市场中较高端的产品,一直以来竞争相对比较缓和。然而,随着近几年钢管行业的迅猛发展,国内无缝钢管表观需求量逐渐增长。与此同时,国内无缝钢管生产量也不断增长,不仅竞争逐渐加剧,钢管行业也逐步出现了以下几个发展特点:

1、生产集中度降低

2006年产量前5名的钢管厂所占市场份额为33.12%,2005年为37.89%,其中天津钢管从12.39%降为11.01%,包钢从7.31%降为5.75%,宝钢从7.13%降为5.5%,生产集中度下降比较明显,可见竞争程度之激烈。

2、管厂的目标市场开始细分

目前国内大型钢管厂主要是宝钢、成都、鲁宝、包钢、衡阳、鞍钢等国有企业,这些厂的产品价格普遍高于市场同类产品,且价格稳定,其目标市场越来越多的面向于石油化工、造船、电力、钢结构等重点行业,并且常常采取期货直供的销售方式。而小管厂主要是些民营钢厂,主要分布于华东、华北地区,产品都比较相似,竞争手段单一,主要面向民用建筑、一般社会用户,用户随要随买,一般都采用贸易商代理的销售方式。

3、大管价格稳定,小管波动频繁;高端产品稳定,低端产品调整频繁

从这两年的市场波动来看,基本是中小口径在不断调价,大口径则基本平稳依旧,这主要是因为多数管厂的产品主要集中于中小口径,各家激烈竞争,价格自然波动频繁。而大口径目前也就攀钢、包钢等少数钢厂在生产,竞争小,价格变动就少。此外各高端产品如大口径厚壁管、锅炉管、裂化管、合金管由于产品需求大,能生产的厂商少,这两年始终处于高位运行,利润较高。

4、结构性调整在稳步进行,产业布局趋于合理

由于市场的结构性过剩,钢管行业这几年一直在调整。现在,我国钢管进口量逐渐在减少,越来越多的进口产品我国已能生产代替。从钢厂方面来看,我国各大型管厂在低端市场已逐步处于竞争劣势,因此坚决摒弃老设备,引进新设备,更多地生产高端产品;有实力的民营钢厂也在装备方面逐步加大投入,新建了连轧管机组、ACCU-ROLL机组和热处理、车丝、精整等配套设施,大力开拓油井管、高压锅炉管等专用产品市场。

以上的四个发展特点是国家宏观调控起了部分作用,但更多的还是市场的充分竞争使然。俗话说变则通,不变则僵,而变的动力则来源于竞争。钢管行业的市场依旧是机遇与挑战并存,生产能力将出现过剩,一方面大大地减少相应产品进口,另一方面要面向国际市场,参与国际市场竞争。企业规模扩大、产品规格及档次提高,将直接威胁中小企业的生存和发展。




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