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钢管业“十三五”产品升级方向

点击率:发布时间:2016-12-17 16:38

文章出处:未知责任编辑:admin

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  “十二五”期间,是我国钢管行业产品结构调整、工艺装备提升、节能减排、环境保护取得一定成效的5年。但与此同时,全行业也出现产能相对过剩,企业经济效益下滑,成本压力加大,企业融资难、融资贵,资金风险上升,环境等制约因素逐步增大的状况,阶段性矛盾和结构性矛盾显得突出。因此,“十三五”时期是我国钢管行业深入推进创新发展、加快转型升级的攻坚阶段。钢管企业须在发展理念、商业模式、工艺技术、企业管理等方面创新发展,做好顶层设计,理顺思路,才能确保在本轮严酷的洗牌中得以生存,并得以更好的发展。
  油井管产品升级方向
  铁镍基合金及双相钢油套管:为了满足油套管在高含CO2/H2S或H2S环境中服役的性能要求,国内企业已为油田开发出了G3、2535、028、2250、2242、2332等牌号的铁镍基合金油套管,并已批量供货。近两年来,根据油田的需要正在开发双相钢(22Cr)、超级双相钢(25Cr)油套管。
  钛合金油套管:钛合金具有低密度、高强度和耐腐蚀等性能,被广泛应用于航空、航天、军工、汽车等领域;在油气开采领域,钛合金率先成功用于海上油气开采。近期,国内陆地油田正在试用钛合金油管。未来,钛合金管材可部分替代镍基合金管材。
  高性能油套管:高抗挤毁套管(140TT、150TT)、深井超深井套管(140V、155V、165V)、抗硫化氢应力腐蚀套管(C110、110SS、125S)、稠油热采用套管(110H、125H)等高端产品,国内均可以批量生产,但仍需进一步提高这些产品的质量稳定性。160TT套管、170V套管和165V套管、125SS套管等产品,是我国钢管行业未来继续研发的方向。
  页岩气开采用套管:页岩气开采用套管具有良好的抗内压及密封性能;水平及延伸部分能承受拉伸、压缩、扭转循环载荷作用,良好的弯曲变形能力(较高的狗腿度);良好的耐热应力/应变性能(注水和生产过程中温度变化很大);良好的气密封性和抗腐蚀性能(长期开采,储气层往往呈酸性)。因此,此类产品应是未来大规模开发页岩气的储备产品。
  特殊螺纹接头:目前,国内已开发的特殊螺纹接头有30多种。据统计,国内生产的特殊螺纹接头油管和套管已占国内油田需求量的10%以上,未来特殊螺纹接头油管和套管占比还将继续增长。近期,国内企业为了满足ISO13679-2011版的要求,正在开发新一代高性能特殊螺纹接头油管和套管的开发上又有了新进展。
  连续油管:连续油管主要应用于冲砂、洗井、投捞、除垢、气举排液、完井、钻井等常规作业。近年来,耐腐蚀不锈钢油管、高端特殊螺纹接头油管发展迅速。在此基础上,超大管径、精细化、智能化是连续油管未来重点发展方向。随着国内页岩气的大规模开发,超大管径连续油管是未来的发展趋势。其中,宝鸡石油钢管有限责任公司的低合金钢CT80、CT90、CT110(外径≤60.3mm)连续油管产品已成功用于油田并出口国外。
  目前,世界高端连续管作业区域已使用超大管径连续油管装备,其油管缠绕能力可达直径2.875”,长度4500m;而专为压裂作业而设计的超大管径连续油管,则可实现大排量连续管喷砂射孔、分段压裂等作业。在全集成自动化方面独具优势的全集成控制系统、远程指挥决策系统、设备远程诊断系统三大主干系统,未来完全可以使井场作业无人化。智能化操作可以减少人力成本,同时,让作业更加精准、高效,这将是未来油田行业最主要的发展方向。
  钻杆管:塔里木油田是世界公认的钻井难度最高的油田之一,其地质构造复杂多变,钻杆服役条件极为苛刻。目前,国内含硫油田急需120SS级、105SS级的抗硫化氢腐蚀钻杆及接头;钻井新工艺强化钻井(大钻压、高钻速、高泵压)对钻柱构件用钢的强度(特别是抗扭强度)、韧性、疲劳和腐蚀疲劳抗力提出了新的、更高的要求。因此,为适应我国超深(8000m左右)、高温、高压深井钻探的作业环境,具有超高强度、高韧性的(165D、165D低碳、150D)、耐酸性环境腐蚀的(120SS等)钻杆管是产品升级的发展方向。
  膨胀管:膨胀管技术是石油钻采方面的核心技术,其应用将是一场能源钻采行业的技术革命,在海洋能源开采上具有特殊优势。目前,国内已开发出80钢级膨胀率达18%的LSX-80热张力减径电焊管,国外企业相继开发出95钢级膨胀率达25%以上的膨胀套管新产品。
  连续管线管:油田地面建设工程集油管线、采气管线、注水管线的铺设主要采用无缝钢管单根焊接。这种工艺会导致焊口多、空气污染严重、劳动强度高、施工效率低。而连续管线管的布管装备则是固定在原地,由牵引车牵引连续管线管头进行布管。2010年6月份,在我国南海北部湾涸洲6-1项目中成功铺设了一条长度为12千米的ф准76.2mm连续管线管。
  这条连续管线管的铺设和应用为海洋边际油气田开发提供了新思路,随着海洋油气资源开发的不断深入发展,连续管线管必将成为海底管道用管的一个重要发展方向。
  建筑结构用管产品升级方向
  钢管结构是一种新型的节能环保建筑体系,被誉为21世纪的“绿色建筑”。它是一种质量小、强度高、抗震性能好、节能环保并能循环使用的承重钢管结构,符合我国发展节能建筑和经济持续健康发展的要求。2016年2月4日,国务院发布《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》明确提出,推广钢结构建筑、结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施,开展钢结构建筑推广应用试点,大幅提高钢结构的应用比例。
  “十三五”期间,各类圆形、方矩形、异形钢管的开发生产,要不断满足我国超高层建筑、大跨度空间(体育、会展场馆、高铁站、航站楼等)钢管建筑结构、房地产、公路、铁路和其他基础设施建设对中高端建筑用管的大量需求。其中,热成型方矩形管具有抗扭强度高、稳定性好、外形美观等优点,已在首都新博物馆以及广州新白云机场(600004,股吧)主楼、连接楼、连接桥、指廊等钢结构中得到了大量应用;方形管最大截面达500mm×500mm×22mm、500mm×500mm×16mm,矩形管最大规格为500mm×300mm×16mm。目前,上述3种规格的方矩形管均从国外进口。焊接方矩形管(冷弯)生产,目前受到生产装备的限制。大多数方矩形管企业,生产线均是轻载荷装备,其设备的刚度、强度均不能满足高强钢的需要(多数企业连Q345级别都不能生产)。未来,有条件的企业要加快设备改造,开发出市场需要的Q345、Q390、Q420、Q460钢级的产品。
  工程机械行业用管升级方向
  近几年,国内工程机械行业发展较快,特别是其对关键零部件企业的需求。其中,如液压油缸行业每年对钢管的需求量不低于200万吨。主要应用于起重机、装载机、挖掘机、旋挖机等。另外,起重机臂架对钢管材料的要求也非常高,材料钢级要达到770兆帕,甚至890兆帕以上。因此,未来国内工程机械液压与气动行业期待工程机械用精密无缝钢管向高可焊性、高强度、高韧性(较高的低温冲击韧性)、高淬透性、高精度、低成本的低合金管,轻量化(低C、低Si)方向发展。
  海洋工程用管升级方向
  海洋工程用管主要包括海水淡化用管材、海洋油气工程用管和海底管线管。其中,海水淡化用管材又包含传热管———铜镍合金管、铝黄铜合金管、铜镍铁锰合金管、钛管等。以单机产水规模4.55万m3/dMSF(多级闪蒸法)海水淡化装置为例,ф准32mm×1mm
  传热管的传热面积为122150m2,传热管用量>1000吨。另外,使用少量304(用于蒸汽主管道)、316L(用于喷淋管道)、双相钢(如2507,用于高压管道)等材质钢管。因此,海水淡化用管材料的发展方向为工业纯钛管和双相不锈钢钢管。
  海洋油气工程用管包含运输液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等船用压力管。其中,2.5Ni、3.5Ni、9Ni、36Ni超低温钢(-165℃~-60℃)、铝合金是现阶段的发展方向。“海洋工程”构造中用的“钢管”(如导管架、钻井架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、模块支架、直升机平台、火炬塔架等),具有规格多、材质高、比较杂,有同径、异径,不同壁厚,还有大量的Y、K、T型的管节点(如导管架、钢桩、井口隔水套等)的特点;海洋平台用的桩柱管、桩腿管,采用X80Q、X100Q钢级管线管。深海钻井隔水用管目前正在向更高强度级别的X100和X120等发展。另外,具有高性能的钛合金、铝合金也逐渐被用于深海钻井隔水管中,并且很好地满足了使用要求。
  海底管线管的入口压力超过20兆帕(陆地上最高13兆帕),管线材料采用X60、X70、X80钢级,部分将采用X100钢级高强度钢、X120钢级超高强度钢。规格上向着大口径、大壁厚发展(近期建成投产的穿越波罗的海的输气管道使用X70,管径1219mm,最大壁厚达到41mm);使用性能要求抗大变形、抗压溃和曲屈、较高的抗疲劳性。未来海洋用管材质的开发方向为输送液态硫化氢的双相钢、超级双相钢,而目前海上LNG输送管道的开发还是世界性的难题。
  汽车业用管升级方向
  安全、环保、节能、轻量化是未来汽车工业发展的主要方向,也是衡量汽车制造企业产品水平的重要标志之一。高强度钢和超高强度钢是汽车行业的首选,也是未来汽车用钢升级发展的方向。汽车用钢总体以高强度、轻量化、节能为目标。
  随着我国乘用车市场的不断发展,汽车用管需求量也在不断增长。然而,我国高端汽车用管大部分长期依赖进口(有些品牌属于国外垄断)。近年来,上海、江苏、浙江地区的钢管企业,通过产品结构调整、转型升级,加快这类产品的开发(包括发动机凸轮用管、传动轴用管、安全气囊用管、制动系统用管、悬挂系统用管、车门防撞用管等)。未来要进一步稳定、提高这些产品的质量,推进用户的产品认证(第二方认证),进一步扩大市场以及推进产品出口。
  市政排水用管升级方向
  每年民用项目所用给排水管材用量大约在10亿米,主要分为:建筑给水用管、市政给水用管(城市、城镇新建水厂和水厂改造,新城区城市管网建设,老城区管网改造)、排水及其他。其中,排水管用量类等同于给水,种类多为非金属管材。
  值得注意的是,城市建设用管的发展方向注重防腐,涂层涂料的研究和信息搜集等方面。在材质上追求复合,多种塑料及树脂、双金属材质。同时,对连接方式有一定要求,要求城市建设用管连接快速、牢固。
  煤炭工程机械行业用管升级方向
  目前,我国煤炭的开采多为地下开采,随着煤炭开采的综采化程度不断提高,煤炭工程机械制造对钢材的要求也越来越高。
  液压支架是以乳化液作为动力介质,将液压能转化为机械能的一种机械设备,它与掘进机、采煤机、输送机、液压泵站等共同组成综采工作面设备。在煤机综采设备“三机一架”(掘进机、采煤机、刮板机、液压支架)中,液压支架占综采设备总价值的50%。液压支架主要由顶梁、底座、立柱、推移千斤顶、操纵阀和控制阀(包括安全阀、液控单向阀)等组成。液压支架的升降依靠立柱来完成,移架和推溜由底座上的推移千斤顶来完成。
  矿用液压支架上的立柱千斤顶不同于一般工程油缸。它使用的介质是乳化液,一般是由水加专用浓缩液配比而成。随着环保观念的加强,国家和大型煤矿又提出立柱千斤顶直接使用水作为介质;而煤矿当地的水质较差,多为含硫酸根和氯离子较多的酸性水质,再加之煤矿管理的不严谨,导致立柱千斤顶实际使用的介质条件较差。目前的防腐措施是在工件表面镀铜、镀铬,但镀铜对环境污染大,镀铬防腐效果不好。
  因此,煤炭工程机械行业用管升级方向是着力提高液压支架的可靠性,开发出适合于重型液压支架的新材质,整体上提高油缸用无缝钢管的耐腐蚀性能。
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