不锈钢管的生产及其应用

    我国不锈钢管生产经过近50年的发展,尤其是近20年无论是不锈钢无缝管还是焊管的生产技术都有了长足的进步,产量、质量不断提高,品种不断增加,少数产品的质量达到了国际先进水平。但是我国不锈钢管的生产和国际先进水平相比,在工艺技术、装备水平、产品质量等方面尚有较大的差距,需要进行相应的技术改造和进一步提高品质,以适应我国国民经济发展的要求。

    据最新公布数字显示,2006年全球不锈钢产量增长16.7%,达到2840万t,钢材约2440万t。2006年我国不锈钢产能急增至900万t,生产粗钢约为530万t,钢材451万t以上,进口量为250.0万t(其中:板材类211.0万t、长材类12.4万t、管材类4.4万t、其他22.2万t),出口量为90.3万t(其中:板材类62.9万t、长材类11.7万t、管材类15.7万t),表观消费量达到595万t以上。

    据有关资料统计,世界不锈钢管的生产量一般约占不锈钢材总量的10%。2006年不锈钢管产量约260万t,占世界不锈钢材总产量的9.2%左右。世界人均消费不锈钢管0.3~0.6kg。不锈钢管分为不锈钢无缝管和不锈钢焊管,二者的产量比例约为2∶3,各国的比例不尽相。2006年我国不锈钢无缝管生产量约为31.6万t,进口量为1.8万t,出口量为7.0万t,表观消费量为26.4万t;不锈钢焊管生产量为36.2万t,进口量为2.6万t,出口量为8.6万t,表观消费量为30.2万t。合计不锈钢管生产量为67.8万t,表观消费量为56.6万t。人均消费不锈钢管约为0.44kg。根据预测分析,2010年我国不锈钢材的消费量约1000万t。若不锈钢管的消费量按不锈钢材总消费量的10%计,则2010年国内不锈钢管国内消费量约100万t,考虑一定的出口量,不锈钢管的生产量约为120万t。不锈钢无缝管和不锈钢焊管按9∶11比例计算,其产量分别为54万t和66万t。

    我国不锈钢管发展前景十分看好。2006年虽然不锈钢管的生产能力大于市场需求,但是高标准、高质量、高附加值的不锈钢无缝管仍满足不了需求。我国出口的不锈钢管仍然是档次比较低的,而进口的不锈钢管的品种则主要是高档次的,因此,应全面提高不锈钢管的品种、质量,扩大规格范围和提高使用性能,增加高品质、高性能不锈钢管产量,以满足国内各行业的需求。

    不锈钢焊管的主要使用领域是城市景观和装饰工程;在轻工、制药、造纸、污水治理、供水、机械等领域,也有相当比重;在化工、化肥、石化等行业,一般是选用规格在Φ159mm以上的中低压输送管道;汽车消声器也使用不锈钢焊管。

    不锈钢无缝管主要用于“三化”(化工、化肥、化纤)、石油、电力锅炉、机械、航空航天、核工业、国防工业等领域。

    石油钻采用不锈钢管

    20世纪90年代以后,我国油井管生产能力逐年提高,出口量大于进口量,自给率达到90%以上。但是品种大多为J55、N80等中低档钢级,仅有少量API高钢级油井管。目前,油田需要的高强度、高抗CO2、抗Cl-腐蚀、高抗挤毁压溃特性的APIQ125、C95、L80-2(13Cr)钢级及非API标准的特殊螺纹扣型以及寒冷地区等使用的油井管尚未实现工业化生产。随着石油工业的发展,对油井管提出了越来越严格的技术要求,高性能和新材料的使用是油井管的技术发展趋势。不锈钢无磁钻铤、高抗CO、CO2和Cl-腐蚀的超级铁素体不锈钢Cr13、Cr25等油套管都在油田钻采中使用,据粗略统计分析,目前每年需用1万t以上,3~5年后每年约需4~5万t。而此类不锈钢管目前绝大部分仍依赖进口。

    火电锅炉用不锈钢管
   
    “十一五”期间,新增火电约1.8亿kW,每年约0.4亿kW(60万kW及以上机组),其中超临界以上机组占50%以上(使用耐热不锈奥氏体钢锅炉管较多)。1台60万kW以上超临界火电机组锅炉需用不锈耐热钢管200~500t,因此根据发展规划每年约需要5万t以上的不锈耐热钢管。国内四大锅炉厂新建60万kW亚临界、超临界机组以及电厂维修用不锈耐热钢管,都趋向选用国内供应商。另外,国内新建和维修火电锅炉对不锈耐热钢管的消费量约1.2万t/a,主要涉及TP304H、TP347H、TP321H三个钢号,代表规格为外径38~76mm、壁厚4~10mm、长度大于10m。因此,火电锅炉用不锈耐热钢管值得大力发展。随着超临界机组对耐高温、高压要求的提高,高级电站锅炉管TP347HFC、Super304H(1Cr18Ni-9Cu3N)、TP310HCbN(1Cr25Ni20NbN)等的需求量将增加。目前此类不锈钢管全部依赖进口。

    “三化”工业用耐热不锈钢管

    耐热不锈钢管主要用于“三化”工业的热交换和流体输送,市场容量最大,国内市场需求每年约16万t。用户对这类钢管的要求非常高而且十分严格,目前主要依靠进口。潜在市场是大口径的石油裂化炉用管和低温输送管,因其特殊的耐热耐腐蚀要求和设备安装维修不便,而要求设备使用寿命周期长,需要通过材料成分控制和特殊热处理方式优化管材力学性能和使用性能。另一个潜在市场为化肥工业(尿素、磷肥)专用钢管,主要钢种为316Lmod和2re69。目前上述不锈钢管基本依靠进口。

    双相(流体、换热器)不锈钢管

    双相不锈钢材主要用于化工、化肥等行业,主要特点在于耐应力腐蚀,使用温度低于350℃。2003年双相不锈钢材的国内消费量近4000t,2005年达到约6000t(不锈钢管约占50%)。因其具有高强度、抗应力、耐腐蚀性能和经济性,目前用于换热器和流体管的市场消费量增长都较快。

    上述领域需要的耐热不锈钢管,国内主要生产企业有宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司、浙江久立集团股份有限公司、攀钢集团长城特殊钢有限责任公司等。有些品种虽已研发成功,但是尚未形成批量生产的能力,不能满足国内的需求,产品仍需从国外进口。国外主要生产企业有日本住友、瑞典SANDWICK等。