近30年來，我國不銹鋼管的生產(chǎn)技術(shù)取得了長足進(jìn)步，產(chǎn)量、質(zhì)量大幅提高，品種不斷擴(kuò)大，標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善。為此，中國鋼研戰(zhàn)略所特組織“中國不銹鋼管30年”專題系列報道，以饗讀者。
1、我國不銹鋼管30年的發(fā)展
縱觀我國不銹鋼管30多年的發(fā)展歷史，可以將其分為如下四個階段：
第一階段，20世紀(jì)90年代之前的發(fā)展初期。此階段的特點是：不銹鋼管制造企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模小，大多數(shù)處于作坊式生產(chǎn)階段。當(dāng)時的代表企業(yè)是上鋼五廠(現(xiàn)寶鋼特鋼)，所生產(chǎn)的不銹鋼無縫管主要滿足國防軍工的特殊需求。
第二階段，20世紀(jì)90年代至2000年之間的快速發(fā)展期。此階段的特點是：不銹鋼管制造企業(yè)如雨后春筍般蓬勃發(fā)展，久立集團(tuán)就是其中的代表，這期間，不銹鋼管的發(fā)展主要集中在數(shù)量上，國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)對不銹鋼焊管和無縫管的需求急劇增長。上鋼五廠和長城特鋼是代表企業(yè)。
第三階段，2000年至2008年的高速成長期。此階段的特點是：不銹鋼管制造企業(yè)爆發(fā)式增長，出現(xiàn)了產(chǎn)能/產(chǎn)量上萬噸的行業(yè)龍頭企業(yè)，如久立、太鋼、中興能源、武進(jìn)不銹等。
第四階段，2008年至今的專業(yè)細(xì)分階段。此階段的特點是：不銹鋼管材的制造進(jìn)一步專業(yè)化，管材制造技術(shù)明顯提升，出現(xiàn)了特殊規(guī)格管材的專業(yè)制造企業(yè)。
一是不銹鋼無縫管普遍采用擠壓工藝進(jìn)行生產(chǎn)以提升品質(zhì)。期間，太鋼、寶特、新興鑄管引進(jìn)6000噸擠壓機(jī)，久立升級4200噸擠壓機(jī)，寶鋼特鋼更是進(jìn)行產(chǎn)品戰(zhàn)略調(diào)整，拆除斜軋穿孔機(jī)組，集中生產(chǎn)高附加值的擠壓管材。
二是生產(chǎn)更專業(yè)化，甚至出現(xiàn)了以單類產(chǎn)品為絕對產(chǎn)品的企業(yè)，典型代表如煙臺瑪努爾核電設(shè)備公司的核電整體鍛主管道，中興能源、武進(jìn)不銹鋼、三洲核能的不銹鋼管件等。在此期間，出現(xiàn)了世界級的不銹鋼管材制造企業(yè)，如久立特材，擁有年產(chǎn)10萬噸不銹鋼管的產(chǎn)能，是國內(nèi)少數(shù)幾家既擁有品種最全、規(guī)格組距最大的不銹鋼焊接管生產(chǎn)線，又擁有國際先進(jìn)的擠壓工藝為主的不銹鋼無縫管生產(chǎn)線，能生產(chǎn)Φ8-3000mm×0.5-80mm的焊接鋼管和規(guī)格為Φ4-730mm×0.5-60mm的無縫鋼管及高合金、難變形的合金鋼管，并建有與管道相配套的年產(chǎn)5000噸的管件生產(chǎn)線。產(chǎn)品在全世界50多個國家注冊商標(biāo)并使用，做出了品牌。
2、我國不銹鋼管生產(chǎn)能力的變化
不銹鋼管由于制造企業(yè)多而分散、產(chǎn)品規(guī)格繁多，所以產(chǎn)量統(tǒng)計難度很大。據(jù)報道，世界不銹鋼管的生產(chǎn)量一般約占不銹鋼材總量的10%。目前，我國不銹鋼管的產(chǎn)量大體維持這一比例。
20世紀(jì)90年代之前，受不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，我國不銹鋼管產(chǎn)量維持在較低水平，如1990年我國不銹鋼管的產(chǎn)量約為5萬噸。2001年，我國不銹鋼管的產(chǎn)量約50萬噸，是十年前的10倍。進(jìn)入21世紀(jì)，迎來了不銹鋼管的大發(fā)展，我國不銹鋼管的產(chǎn)能和產(chǎn)量急劇增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)近500家，年生產(chǎn)能力100萬噸以上，其中大部分是年產(chǎn)只有1000噸以下的小廠，年產(chǎn)量在10000噸水平以上的企業(yè)很少。不銹鋼焊管生產(chǎn)線近800條，年生產(chǎn)能力達(dá)200萬噸。從行業(yè)需求看，油氣/石化行業(yè)年需不銹鋼管約6萬噸，核電行業(yè)年需不銹鋼管5萬噸，化工行業(yè)年需不銹鋼管約4萬噸，火電行業(yè)年需不銹鋼管約4萬噸。
3、我國不銹鋼管品種質(zhì)量的發(fā)展
隨著不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國不銹鋼管材的品種發(fā)展大體也經(jīng)歷了早期的單一奧氏體品種和現(xiàn)在的多樣化品種階段。1990年前，由于不銹鋼管材制造水平和工藝裝備的限制，不銹鋼管材品種主要為304、316奧氏體不銹鋼類型。發(fā)展到2000年之后，不銹鋼管材品種幾乎涵蓋了奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼的絕大多數(shù)牌號，以及馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼的部分牌號。這期間，針對石化/化工行業(yè)需求，開發(fā)了2205牌號為代表的雙相不銹鋼管材;針對油氣開采和輸送，開發(fā)了Cr13型的超級馬氏體不銹鋼管材;針對海水電站熱交換器，開發(fā)了446高純鐵素體不銹鋼管材;針對第三代核電一回路主管道，開發(fā)了316LN整體鍛管材;針對電站鍋爐，開發(fā)了超級304H、T/P91管材;針對航空油路管道，開發(fā)了2169奧氏體不銹鋼管材。
近年來，隨著高純鐵素體不銹鋼的國產(chǎn)化工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實，出現(xiàn)了大量的高純鐵素體不銹鋼薄壁焊管。這類產(chǎn)品在生產(chǎn)時廣泛采用激光焊。
隨著化工、化肥、石化等行業(yè)對大口徑(Φ159mm以上)中低壓輸送管道的需求越來越多，大口徑不銹鋼焊管逐步替代進(jìn)口，應(yīng)用于特殊需求。油氣/化工對超長大口徑耐蝕不銹鋼管的需求，促進(jìn)了大口徑不銹鋼焊管的國產(chǎn)化，如久立630自動焊接機(jī)組的引進(jìn)，改變了長度12米大口徑不銹鋼焊管依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。
和不銹鋼焊管相比，不銹鋼無縫管的性能要求更高，需求規(guī)格更多，使用領(lǐng)域更廣，同時制造難度相應(yīng)的也要大許多，主要用于油氣開采、石油化工、能源、核電、航空航天、艦船等領(lǐng)域。
不銹鋼無縫管由于涉及的鋼種、產(chǎn)品規(guī)格及用途非常多，所采用的生產(chǎn)工藝和裝備差別很大，因此，不銹鋼管材的生產(chǎn)專業(yè)性都非常強(qiáng)，技術(shù)要求高。為了實現(xiàn)高質(zhì)量不銹鋼管材的生產(chǎn)，不銹鋼管材的制造技術(shù)發(fā)展趨勢包括三個主要方向：一是采用擠壓工藝技術(shù)研制新型高性能特種不銹鋼管材;二是嚴(yán)格要求不銹鋼管坯冶金質(zhì)量，主要是超純冶煉技術(shù);三是組建針對性很強(qiáng)的專業(yè)生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。
熱擠壓法是生產(chǎn)高合金難變形合金管材的最佳方法，同時也是小批量、多品種的復(fù)雜斷面異型材制造最便捷的方法。采用熱擠壓法生產(chǎn)高合金管材具有變形溫度高、單次變形量大、變形速率高等特點，是未來發(fā)展的趨勢。
擠壓鋼管生產(chǎn)技術(shù)是無縫鋼管最重要和最先進(jìn)的生產(chǎn)方法之一。對于低塑性難變形的鋼種和合金及特別重要用途，如核電用690蒸發(fā)器管、G3油井管等，是斜軋穿孔法無法相比的。它是在比其他壓力加工方法時有更大的三向壓應(yīng)力狀態(tài)下的變形，可以發(fā)揮金屬的最大塑性，可以達(dá)到其他機(jī)組無法達(dá)到的壓縮比。目前，在諸如連軋管機(jī)組、皮爾格機(jī)組、三輥穿孔-軋管機(jī)組、ACCUROLL等機(jī)組上無法生產(chǎn)的鋼種和合金，就可以在擠壓機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)。熱擠壓工藝對于生產(chǎn)高尺寸精度、高表面光潔度的不銹鋼管材尤其適合，對于超級奧氏體不銹鋼、超級雙相不銹鋼等難變形不銹鋼管材的制造有較大的優(yōu)勢。
從特種冶金技術(shù)發(fā)展伊始，純凈化、凝固組織和缺陷控制就始終貫穿著該技術(shù)的發(fā)展。伴隨著上述需求，在特種冶金設(shè)備的設(shè)計與控制、熔煉過程的計算機(jī)模擬等方面不斷發(fā)展。特種冶金工藝技術(shù)未來將繼續(xù)沿著高度純凈化、凝固組織和缺陷控制、熔煉過程自動化、低成本化和環(huán)境友好方向發(fā)展。純凈化冶煉，包括夾雜物的控制與去除，有害元素(H、O、S)以及雜質(zhì)元素和殘余元素(As、Sb、Sn、Bi等)的去除，以及在電渣重熔過程由于相關(guān)渣金反應(yīng)導(dǎo)致的Al、Ti、Zr頭尾成分偏差的控制技術(shù)等。不銹鋼管材對材質(zhì)的要求很高，為了保證經(jīng)過多道次軋制變形后不銹鋼管材表面質(zhì)量無缺陷，必須對不銹鋼中的夾雜物等級和類別進(jìn)行嚴(yán)格控制。一般特種需求的不銹鋼管材，如航空航天用不銹鋼管，其非金屬夾雜物需嚴(yán)格控制在1.5級以下。此外，為實現(xiàn)高牌號鐵素體不銹鋼管材的制造，對高鉻鐵素體不銹鋼中的碳、氮含量有嚴(yán)格要求，一般要求C+N≤300ppm。
在專業(yè)化生產(chǎn)方面，核電一體化主管道和不銹鋼管件制造是典型代表。以AP1000主管道為例，其產(chǎn)品為直管+彎頭+帶角度的管嘴。傳統(tǒng)工藝技術(shù)只能分段制造，最后焊接而成，導(dǎo)致焊縫薄弱區(qū)的存在。采用整體鍛制，可有效避免焊接。為實現(xiàn)整體鍛制，必須有100噸級的電渣爐和8000噸以上的壓機(jī)能力，此外，還涉及到不銹鋼彎頭彎制技術(shù)等核心技術(shù)。這種大規(guī)格不銹鋼異形管，生產(chǎn)路線完全不同于普通不銹鋼無縫管。為此，需要建立專業(yè)的核電一回路主管道生產(chǎn)線，煙臺瑪努爾核電設(shè)備公司應(yīng)運(yùn)而生。此外，石化/化工用的大量不銹鋼管件的制造，需要大口徑皮爾格軋機(jī)。為此，出現(xiàn)了中興能源、武進(jìn)不銹鋼、三洲核能等不銹鋼管件的專業(yè)制造企業(yè)。未來這樣的細(xì)分不銹鋼管材專業(yè)生產(chǎn)線還將越來越多的出現(xiàn)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，包括以生產(chǎn)毛細(xì)管和小規(guī)格不銹鋼無縫管為主的天材科技(最小口徑0.2mm，最小壁厚0.05mm)和久立的全自動高效率的電站鍋爐管生產(chǎn)線。
4、我國不銹鋼管國際化進(jìn)程
在2000年之前，由于我國不銹鋼管材的整體質(zhì)量偏弱，導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏國際競爭力，很少出口。高端不銹鋼管材的國際市場長期被西方發(fā)達(dá)國家占據(jù)，以住友、山特維克、奧托昆普為代表。我國每年需要進(jìn)口大量的高檔次不銹鋼管，如2006年我國不銹鋼管進(jìn)口量約為4.5萬噸，基本上都是高檔次品種。2005年以后，特別是2010年以后，隨著我國不銹鋼管材品種越來越多，質(zhì)量越來越高，部分質(zhì)優(yōu)價廉的不銹鋼管開始出口，并且出口量越來越大。出口的產(chǎn)品主要應(yīng)用于核電、石化、化工、能源、船舶等領(lǐng)域。
近年來，國際上一些重大工程項目均采用我國生產(chǎn)的不銹鋼管材，包括國際科研合作項目“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”、賽科90萬噸乙烯裂解聯(lián)合裝置、揚(yáng)巴一體化工程(60萬噸乙烯)等。
總體來看，我國不銹鋼管材出口，早期主要依賴價格優(yōu)勢，現(xiàn)在則完全是質(zhì)量取勝。隨著我國已經(jīng)成為不銹鋼制造大國，不銹鋼管材的生產(chǎn)規(guī)模和水平也逐步位居世界前列，不銹鋼管材制造企業(yè)的全球觀念越來越強(qiáng)，江浙一帶的企業(yè)，不銹鋼管材出口的品種和數(shù)量都居前列。企業(yè)從行業(yè)協(xié)會、國際會議、互聯(lián)網(wǎng)等途徑獲取大量需求信息，并積極與國外企業(yè)洽談，獲得訂單，進(jìn)而依托大而全的不銹鋼管生產(chǎn)線，提供高品質(zhì)產(chǎn)品，滿足用戶需求。
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