螺旋钢管产品技术工艺应用与现状分析

第一节 螺旋钢管产品分类与构成分析

一、螺旋钢管行业产品分类标准

螺旋管及其标准分类：承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83)主要用于输送石油、天然气的管线;承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管(SY5038-83)，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;一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5037-83)，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。

二、螺旋钢管产品国内市场份额

我国具有无缝管生产装备的企业约350家左右，国内已有年产能力百万吨以上的无缝钢管生产厂家6～7家。据不完全统计，各种无缝钢管机组实际生产能力为2500万t左右，还有一批钢厂的钢管项目将投产或在建。2008年我国新投产的无缝钢管机组约10余台套，产能约300万t左右（2009年新增产能更大）。预计2010年全国无缝钢管生产能力将达到2600万t左右,钢管（无缝管+焊管）产能估计将达到5500万t左右。国内市场已趋于饱和，新增产能主要用于开拓国际市场。

第二节 国内螺旋钢管产品技术工艺应用分析

螺旋管优越的结构特性决定了它在动力、化工、石油及核工业等领域日益得到广泛应用。螺旋管技术研究已涉及到流型研究，压降特性研究，强化传热研究等诸方面。

螺旋管技术在传热、混合等化工的许多领域得到非常广泛的应用，获得了很好的效果。但是螺旋管技术在传质分离方面的应用到现在为止还比较少。近年来，有许多研究者将螺旋管技术运用于微滤、纳滤、渗透以及膜蒸馏等中空纤维膜传质分离过程，都取得了良好的效果这是因为螺旋管可以在管道内部形成与管的轴向垂直的二次流动，这种二次流动与轴向主流复合成螺旋式的前进运动这样对于流体的层流传质，它不仅仅依靠流体的径向扩散，还有径向二次流的作用，相当于将边界层进行了破坏，更新传质表面．增强了流体在层流运动时的混合，提高传质效果．螺旋管也会改进管外流型，即壳层流动的流型．增加管外液体的径向混合，减少壳程的沟流和死区，同时由于接近错流，纤维的传质表面不断更新，壳程的传质系数会进一步增大。螺旋管的通用优越性就在于此。但是它在许多的实际应用方面还有其他的特殊作用。

我国钢管的发展既要立足于国内市场，也要着眼于世界。由于世界上选用管型的多元化，有直缝埋弧焊管，西方发达国家多用UOE；也有直缝高频焊管，ERW；也有螺旋焊管，SSAW。因此，我国钢管界的管型选择也必然是多元化的，而且应当在多元化中进行优化组合，“西气东输”工程Ф1016mm直缝焊管96.4万t（其中国产JCOE14.16万t）螺旋管60.7万t，两种管型都有。

在这个问题上“西气东输”工程在实际工程上作了比较明确的规定；长输天然气管线在一类地区和部分二类地区使用螺旋管，二、三、四类地区使用直缝焊管。“西气东输”工程使用的螺旋焊管和JCOE直缝焊管的管体冲击功都是190J，但是，螺旋焊管的焊缝和热影响区夏比吸收能平均值不小于90J，而且JCOE直缝埋弧焊管的焊缝和热影响区夏比吸收能平均值达到180J以上，这就说明，直逢埋弧焊管的可靠性确实大于螺旋焊管，也就说明“西气东输”工程关于螺旋焊管使用于一类地区，直缝焊管使用于二、三、四类地区的规定符合实际使用的情况。直缝管有ERW及JCOE和UOE管型，都可以输送油气，只有由于直径上的限制，Ф630mm以下用ERW较多，大口径只能用UOE和JCOE等管型。SSAW只能用于输送管、打桩管等，占焊管总产量也小；直缝焊管用途较广泛，占焊管总产量的85％左右。因此，从用途上来看，焊管发展应当直缝焊管为重点倾斜；而螺旋焊管应当加强技术改造，一是向高钢级方向（X80）发展，二是提高可靠性。以加拿大为例，加拿大的螺旋焊管当使用于油气长输管线时，在技术上吸收了直缝埋弧焊管的工艺精华，例如有预精焊和管体扩径工艺，达到了世界先进水平。这给中国的螺旋焊管赶超世界先进水平树立了一根标杆。目前国内螺旋焊管企业也有这方面的技术改造设想，应当予以支持。

宝钢将建设一套高水平的UOE直缝埋弧焊管机组是正确的举措，这样可以使我国直缝埋弧焊管达到世界先进水平。前几年有的企业也想上新的UOE机组，因为资金所限才改上JCOE机组或引进UOE二手机组。这是因为JCOE属于折弯多次成型，在扩径前实质上是呈多边型，存在应力；UOE二手设备O机压力不够，对管体进行压缩不能到位，因而存在应力分布不均；而且是用水压扩径，不适应于海底管线。

上钢五厂无缝钢管厂为“西气东输”工程克拉2气田净化站生产的2205双相不锈钢管填补了国内空白。

关于高频直缝焊管（ERW）其产量占中国焊管总产量的80％左右，是中国焊管的主力管型。因此，这里详细谈一下ERW管的发展思路，共有6个层次：①X65、X70（X80）级管线管；②N80、P110钢级的石油套管，合金锅炉管；③X52－X60级管线管，J55、H40石油套管，STB410-520Q锅炉管，6b>=600MPa级的液压缸管体等；④皮带机托辊管、汽车传动轴管、低中压锅炉管、490MPa级脚手架用管、厚壁高强度结构管、冷拔（轧）缸体管坯、液压支架管坯、变压器用管；⑤中压流体输送管、矿体流体输送管、深井泵管；⑥低压流体输送管（包括热镀锌管，钢塑复合管），一般结构管，中等口径方矩形管。各个企业可以根据自身的条件确定其结构调整的市场定位。

第三节 国外螺旋钢管产品技术工艺应用分析

由于各国国情的不同，油气管线发展的速度有所不同，管型选择上也大相径庭。例如，目前世界上成品油管道总年度已超过23万km，以美国最多，约占70％，前苏联次之，约占10％，其他为墨西哥、伊朗等各有8000km，印度有3000km，法国近4000km，越南也有1000km。

在选用管型上，美国、日本和德国在总体上否定螺旋焊管，认为主干线不宜使用螺旋焊管。美国本土近20年建造的油气输送主干线几乎100％为UOE直缝埋弧焊管。国外多是将ERW焊管做为城市燃气管网及成品油管线的首选用管，例如日本推崇高频直缝焊管，甚至将高频直缝焊管用于极地管线和海底管线。至于俄罗斯则肯定螺旋埋弧焊管，把螺旋埋弧焊管列为主干线管型。意大利允许在主干线上使用螺旋焊管，但近年来俄罗斯也在引进UOE机组。在加拿大把螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管置于同等地位，但主干线实际使用量螺旋管占70％，重要地段仍使用直缝焊管，约占30％。

第四节 我国螺旋钢管产品技术应用成熟度解析

目前我国生产螺旋缝钢管的专业厂家很多，生产能力较强。产品系列较全，钢管公称直径由300～2500mm，壁厚由6—22mm。材质有普通碳素结构钢、低合金结构钢和高强合金钢等，也可根据用户要求加工，总体来说我国的螺旋钢管产品技术应用成熟度较高。

第五节 螺旋钢管产品技术工艺与市场应用关系分析

在市场经济持续发展的今天，国内企业已逐步转向综合实力的竞争。在这种综合实力的竞争中，最重要的因素是技术。谁能掌握先进的生产技术，谁就能占据市场的主动。只有市场与技术二者有机结合，技术只有适应市场需要才能有好的发展前景。

技术创新以市场为导向，首先是适应先进生产力发展的时代要求。要想使企业保持先进，就要运用先进的技术，创造更先进的生产方式和更高的生产效率，推进结构战略性调整，形成发达的制造力。

其次，技术创新要与加快企业产品结构战略性调整相结合，做大做强特色产品，发展一批具有重大带动作用的先导性、战略性的高附加值产品。

从某种意义上讲，一个企业的成功就是一个品牌的成功，一个品牌的成功就是整个企业价值链整体的成功。企业只有明白自身的核心竞争力在价值链的哪个环节上，才能把握竞争优势。一个企业如果没有自己与时俱进的独特技术，让价值链在市场向前滚动时脱节，当然不可能满足不断攀升的市场需求。企业要长期占有市场优势，必须让自己求。企业要长期占有市场优势，必须让自己的技术及产品与时俱进。

正确恰当地处理好两者的辩证关系，顺应市场的发展趋势，是维系我国螺旋钢管长远健康发展的必要条件。

第六节 不同类型生产工艺优缺点比较

螺旋钢管生产工艺：是以带钢卷板为原材料,经常温挤压成型,以自动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成的螺旋缝钢管。

（1）原材料即带钢卷，焊丝，焊剂。在投入前都要经过严格的理化检验。

（2）带钢头尾对接，采用单丝或双丝埋弧焊接，在卷成钢管后采用自动埋弧焊补焊。

（3）成型前，带钢经过矫平、剪边、刨边，表面清理输送和予弯边处理。

（4）采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力，确保了带钢的平稳输送。

（5）采用外控或内控辊式成型。

（6）采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求，管径，错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。

（7）内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接，从而获得稳定的焊接规范。

（8）焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查，保证了100％的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。

（9）采用空气等离子切割机将钢管切成单根。

（10）切成单根钢管后，每批钢管头三根要进行严格的首检制度，检查焊缝的力学性能，化学成份，溶合状况，钢管表面质量以及经过无损探伤检验，确保制管工艺合格后，才能正式投入生产。

（11）焊缝上有连续声波探伤标记的部位，经过手动超声波和X射线复查，如确有缺陷，经过修补后，再次经过无损检验，直到确认缺陷已经消除。

（12）带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝相交的丁型接头的所在管，全部经过X射线电视或拍片检查。

（13）每根钢管经过静水压试验，压力采用径向密封。试验压力和时间都由钢管水压微机检测装置严格控制。试验参数自动打印记录。