據(jù)估計(jì)，我國(guó)目前鋼結(jié)構(gòu)用鋼管和冷彎型鋼的年消費(fèi)總量約為2265萬(wàn)噸(其中鋼管為1860萬(wàn)噸，冷彎型鋼為405萬(wàn)噸)。鋼管行業(yè)的市場(chǎng)關(guān)注焦點(diǎn)長(zhǎng)期放在能源領(lǐng)域(石油天然氣和煤電)的鋼管應(yīng)用上，近年來(lái)才密切注視著鋼管和冷彎型鋼在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，于是出現(xiàn)了一些熱點(diǎn)問(wèn)題。
2014年出版的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告顯示當(dāng)年全國(guó)焊管產(chǎn)能為6500萬(wàn)噸，而2016年焊管實(shí)際產(chǎn)量達(dá)7016萬(wàn)噸，這是因?yàn)榍罢呓y(tǒng)計(jì)的是完整焊管生產(chǎn)線的產(chǎn)能，而后者的統(tǒng)計(jì)包括所有完整和不完整生產(chǎn)線所生產(chǎn)的總產(chǎn)量。
關(guān)于冷彎型鋼行業(yè)制造厚壁方矩型管在角部出現(xiàn)裂紋等問(wèn)題，可通過(guò)熱成型工序以消除殘余應(yīng)力。對(duì)高強(qiáng)度薄壁冷彎型鋼產(chǎn)品，熱沖壓成型是一個(gè)發(fā)展方向。
石油套管和鍋爐管市場(chǎng)的下行壓力大，焊管又?jǐn)D占了無(wú)縫鋼管中相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額，無(wú)縫鋼管業(yè)產(chǎn)量出現(xiàn)下降，因而要發(fā)揮無(wú)縫鋼管的厚壁、批量及熱成型優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品向個(gè)性化、定制化方向發(fā)展。
一問(wèn)：中國(guó)鋼管的產(chǎn)能如何統(tǒng)計(jì)?
中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)2014年出版的《中國(guó)鋼管行業(yè)暨市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)年，我國(guó)無(wú)縫鋼管總產(chǎn)能約4300萬(wàn)噸，焊管總產(chǎn)能約6500萬(wàn)噸。這是根據(jù)焊管完整生產(chǎn)線的產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)出來(lái)的。然而，2016年焊管實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到了7016萬(wàn)噸。筆者認(rèn)為，這是包括石油行業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)、冷彎型鋼行業(yè)、鐵塔行業(yè)、不銹鋼行業(yè)、鍋爐行業(yè)、造船行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等各個(gè)行業(yè)中的完整焊管生產(chǎn)線和非完整生產(chǎn)線所生產(chǎn)的焊管產(chǎn)量總和。
對(duì)非石油系統(tǒng)的焊管功能而言，鋼結(jié)構(gòu)有的部位需要用完整生產(chǎn)線生產(chǎn)的焊管。例如，日本東京睛空塔(世界最高的自立式電波塔)，其主要鋼管部位是用UOE焊管，其大直徑特厚鋼管ф2300mm×100mm雖然是用RB法(不采取漲管整形)制造的，但經(jīng)過(guò)熱處理;我國(guó)重型建筑鋼結(jié)構(gòu)如北京奧運(yùn)場(chǎng)館主體鋼管結(jié)構(gòu)也使用UOE焊管，有些是番禺珠江鋼管公司生產(chǎn)的，有些是寶鋼UOE機(jī)組制造的。再如，特高壓輸電鐵塔要求用UOE、JCOE焊管，或者具有中頻熱處理的HFW高頻直縫焊管;又如，海上巨型浮吊船的超重吊臂用鋼管為ф850mm×30mm、ф650mm×24mm、ф550mm×20mm，使用的是無(wú)縫鋼管或UOE(JCOE)焊管，或是經(jīng)過(guò)中頻熱處理的HFW高頻直縫焊管。
但有些鋼結(jié)構(gòu)中,其非主要鋼管結(jié)構(gòu)部位則可以用JCO、UO型或者未經(jīng)中頻熱處理的高頻焊管，例如鋼管樁、公路護(hù)欄板用管、電纜套管、低壓輸水鋼管、燈柱管等。
中國(guó)是世界鋼管生產(chǎn)大國(guó)，鋼管生產(chǎn)企業(yè)分布于各行各業(yè)，但沒(méi)有建成能代表全國(guó)鋼管企業(yè)的行業(yè)協(xié)會(huì)，因此，目前要統(tǒng)計(jì)出全國(guó)焊管7000萬(wàn)噸產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的產(chǎn)能究竟是多少還是有很大的困難。
二問(wèn)：冷彎型鋼加工發(fā)展方向是什么?
如何解決冷彎型鋼在方矩形管制造過(guò)程中由于板厚的增加出現(xiàn)角部開(kāi)裂等問(wèn)題?對(duì)此，有專(zhuān)家提出的對(duì)策是“角部線加熱+縮頸二次成型”工藝，簡(jiǎn)而言之就是冷彎型鋼向熱成型工藝方向發(fā)展。據(jù)測(cè)算，我國(guó)方矩形鋼管年用量達(dá)100萬(wàn)噸，汽車(chē)制造企業(yè)也準(zhǔn)備用熱軋無(wú)縫方矩形鋼管生產(chǎn)載重汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)車(chē)橋。這對(duì)我國(guó)冷彎型鋼企業(yè)提出了應(yīng)當(dāng)加速開(kāi)發(fā)熱成型厚壁方矩形管的挑戰(zhàn)。
從冷彎型鋼發(fā)展的歷程來(lái)看，國(guó)外生產(chǎn)方矩形鋼管的工藝，最初是先冷彎成圓管，再將圓管加熱到正火溫度，在定徑工序由圓管變成方矩形管。其優(yōu)點(diǎn)是成品鋼管殘余應(yīng)力小，角部圓弧半徑小。直到如今，英國(guó)還一直采用這種工藝。但后來(lái)因?yàn)槟芎暮统杀据^高，國(guó)內(nèi)外冷彎型鋼工藝放棄了正火工序，改由高頻焊接而成。國(guó)內(nèi)冷彎型鋼廠多采用直接成方的生產(chǎn)線。
如今，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)向厚壁高強(qiáng)度方向延伸，國(guó)外又恢復(fù)了熱成型工藝，而我國(guó)尚無(wú)熱成型方矩形冷彎型鋼產(chǎn)品，新的首都博物館等工程所用熱成型冷彎型鋼，均從國(guó)外以高價(jià)進(jìn)口。例如，日本JFE知多廠HFW高頻焊管ф26in(ф660mm)機(jī)組生產(chǎn)的方矩管直徑250mm~550mm、壁厚6mm~25mm，東日本京濱廠HFW高頻焊管ф24in(ф610mm)機(jī)組生產(chǎn)的方矩形管直徑200mm~550mm、壁厚4.5mm~22mm。它們不僅有中頻正火的工序，而且有二次熱處理的能力。我國(guó)寶鋼高頻焊管610機(jī)組也具備此種能力。
常溫下冷彎成型的方矩形管在厚壁時(shí)圓角處易開(kāi)裂，殘余應(yīng)力大，同時(shí)焊縫容易形成溝狀腐蝕;由于包辛格效應(yīng)，強(qiáng)度、硬度提高，不利于用戶(hù)二次加工。我國(guó)目前冷彎型鋼廠一般只能加工厚度≤14mm的產(chǎn)品。在由“圓變方”的過(guò)程中，如果材料延伸率低，即使壁厚較小，也容易引起圓角處出現(xiàn)縱向開(kāi)裂。我國(guó)東北某廠將無(wú)縫鋼管用冷推式工藝進(jìn)行“圓變方”制成160mm×60mm×6.5mm矩形管，由于材料是20#鋼，延伸率只有16%，有些批次矩形鋼管交貨后延遲性角部開(kāi)裂嚴(yán)重，引起用戶(hù)質(zhì)量異議。后來(lái)該廠無(wú)縫鋼管采用正火工藝進(jìn)行“圓變方”，得到合格產(chǎn)品，一般正火溫度在850℃~900℃。對(duì)于有專(zhuān)家提出的“角部線加熱”冷彎型鋼方矩形管工藝，筆者認(rèn)為值得商榷。西氣東輸工程感應(yīng)加熱彎管的實(shí)驗(yàn)表明，局部加熱彎管，其彎曲段焊管性能得到改善，但直線段性能不穩(wěn)定。因此，筆者認(rèn)為應(yīng)對(duì)方矩形管整體感應(yīng)加熱。這也就意味著，冷彎工藝上由“圓成方”的生產(chǎn)線更適應(yīng)熱成型的加工方法。
上海東方藝術(shù)中心主體鋼管結(jié)構(gòu)使用橢圓管DP258mm×126mm×12mm，不銹鋼薄壁橢圓管冷彎成型后，由于存在殘余應(yīng)力，在后續(xù)加工過(guò)程中橢圓端口容易反彈。沈陽(yáng)東洋異形鋼管廠在生產(chǎn)時(shí)采用冷沖壓模解決了端口反彈問(wèn)題，這就引出了冷彎型鋼朝高強(qiáng)度、薄壁化、輕量化方向發(fā)展的問(wèn)題，即熱沖壓成型。國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)也在向這個(gè)方向發(fā)展。寶鋼型鋼精密冷彎成型RF500生產(chǎn)線于2016年底投產(chǎn)，將冷彎型鋼加工成型為各種高精度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的截面，實(shí)現(xiàn)材料輕量化和結(jié)構(gòu)輕量化，適應(yīng)于高強(qiáng)鋼、不銹鋼、鍍層鋼卷為原材料進(jìn)行型材加工。
筆者認(rèn)為，冷彎型鋼有多種規(guī)格的方矩形管、橢圓管、復(fù)雜的異形斷面，用于其成型設(shè)計(jì)的CAD/CAM/CAE技術(shù)的智能化是一個(gè)重大課題，應(yīng)當(dāng)作為行業(yè)“十三五”期間的奮斗目標(biāo)。
三問(wèn)：產(chǎn)量下降，無(wú)縫鋼管業(yè)究竟怎么了?
無(wú)縫鋼管年產(chǎn)量近年來(lái)呈逐步下降趨勢(shì)，2016年已經(jīng)降到了2743萬(wàn)噸，下降4.15%，無(wú)縫鋼管業(yè)究竟怎么了?
從市場(chǎng)需求角度看。一方面，由于國(guó)際石油價(jià)格的下跌幅度較大，油田開(kāi)采的增速下降，無(wú)縫鋼管的油井管市場(chǎng)萎縮;另一方面，《巴黎協(xié)定》的生效使得工業(yè)企業(yè)的環(huán)保問(wèn)題日益嚴(yán)峻，從而制約煤電的發(fā)展，導(dǎo)致鍋爐管用量逐年減少;無(wú)縫鋼管兩大市場(chǎng)支柱產(chǎn)品銷(xiāo)路不暢。
從競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品角度看。隨著板卷材料的質(zhì)量提高和焊管技術(shù)的發(fā)展，高頻直縫焊管(HFW)在鋼結(jié)構(gòu)鋼管的一些中高端部件中越來(lái)越多地取代無(wú)縫鋼管。例如，焊管已經(jīng)進(jìn)入液壓缸筒，超重機(jī)吊壁鋼管等市場(chǎng)。
因此，筆者認(rèn)為，無(wú)縫鋼管企業(yè)要著力發(fā)揮自身的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，如厚壁、批量和熱成型優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品向個(gè)性化、定制化方向發(fā)展。
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