田 研

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南 衡陽421001）

2 電站用管

2.1 化石燃料電站用產(chǎn)品

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的化石燃料電站用產(chǎn)品主要依據(jù)ASTM/ASME，DIN，EN和JIS標準生產(chǎn)，覆蓋碳素鋼到9Cr鋼，最高鋼級為T/P92。瓦盧瑞克鋼管公司化石燃料電站用鋼管見表9。值得關注的有以下3點：

（1）瓦盧瑞克鋼管公司目前力推新鋼種VM12-SHC（12Cr-1.6Co-1.5W-B），該鋼種具有比P91更優(yōu)異的抗蠕變能力和抗高溫蒸汽腐蝕能力（最高可以耐650℃），可以被用于先進的超超臨界機組（最高使用溫度可以達到620℃）和余熱鍋爐（HRSG），已經(jīng)被ASME Code Case 2781和VdTV 560/2納入。

（2）控制內徑和重量的鋼管（IWC：Inside Diameter & Weight Controlled Pipes）。通過加嚴尺寸精度和重量的要求，既可以減少壁厚偏差對焊接質量的影響又可以節(jié)約成本，為此產(chǎn)生了一種控制內徑和最小壁厚的新要求。采用內鏜外磨工藝（圖2所示IWC管），既能夠消除內外磨無法保證精度的劣勢，又能夠比內鏜外車節(jié)約成本。

表9 瓦盧瑞克鋼管公司化石燃料電站用鋼管①

圖2 3種不同工藝厚壁管表面處理工藝比較

（3）瓦盧瑞克鋼管公司于2006年在江蘇常州投產(chǎn)了一個新工廠，該工廠采用圖3所示工藝流程專業(yè)生產(chǎn)大直徑鋼管。該工廠采用的原料（大圓坯或者鋼錠）來自中國國內和國外，國內主要是碳鋼和低合金鋼，國外主要是高合金鋼，經(jīng)過環(huán)形爐加熱后進行垂直沖孔，然后帶芯棒進行鍛造成型。該工藝流程短、效率高，適合生產(chǎn)多規(guī)格（Φ350～1 050 mm×20～180 mm×4～10 m）產(chǎn)品。

圖3 瓦盧瑞克鋼管公司常州工廠工藝流程

2.2 核電站用產(chǎn)品

瓦盧瑞克鋼管公司下屬子公司Valinox Nucléaire從1974年開始為壓水堆核電站提供管材解決方案，至今該公司的產(chǎn)品已經(jīng)在全球超過200座核電站上使用，是該行業(yè)的領導者?？梢陨a(chǎn)核島用管和非核島用管。

核島用管包括蒸汽發(fā)生器用鎳基合金管、控制棒驅動用管（CRDMs）、被動余熱導出系統(tǒng)（PRHR）用管和其他核電上用的鋼管產(chǎn)品。

（1）蒸汽發(fā)生器用鎳基合金管一般選用Alloy 690，Alloy 800，Alloy 600或者Alloy 625等鎳基合金材料，外徑14～25 mm，壁厚0.3～1.3 mm。每個蒸汽發(fā)生器根據(jù)設計功率的不同需要用這種管材75～200 km。

（2）控制棒驅動用管（CRDMs）選用Alloy 690鎳基合金材料，每個反應堆用50～90根，對幾何尺寸公差要求特別嚴格。

（3）被動余熱導出系統(tǒng)（PRHR）用管選用Alloy 690鎳基合金材料，通過一種特殊的設備彎曲成C形狀。

非核島用管主要是蒸汽循環(huán)用管，依照EN 10216-2和ASTM標準生產(chǎn)，包括碳素鋼、合金鋼和高合金鋼，鋼級包括Grade A，Grade B，Grade C，P1，T/P2，T/P11，T/P12，T/P22，T/P23，T/P36，T/P9，T/P91，T/P911，T/P92。

2.3 可再生能源電站用產(chǎn)品

瓦盧瑞克鋼管公司的產(chǎn)品不僅用于傳統(tǒng)電站，還用在太陽能電站、海洋溫差發(fā)電（OTEC：Ocean Thermal Energy Conversion）和海上風電場的基礎結構上。

3 工業(yè)管材

瓦盧瑞克鋼管公司的工業(yè)管材產(chǎn)品廣泛地應用于鉆井或者其他用途的平臺、橋梁、建筑物和穹頂結構、吊車、農(nóng)業(yè)及工業(yè)用途的機器、機械部件、礦業(yè)以及海上項目。

3.1 機械工程用管

3.1.1 農(nóng)業(yè)機械用管

農(nóng)業(yè)機械高效率對其自身的框架結構的牢固性提出了很高的要求，瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的方形管和矩形管可以提供更高的承載能力、更優(yōu)異的屈強比、更好的焊接性、更強的承受多向載荷和疲勞應力的能力。相關的產(chǎn)品包括：

（1）依據(jù)EN 10210生產(chǎn)的S355J2H；

（2）具有自由知識產(chǎn)權的Forterior400，450，500鋼級系列；

（3）具有自有知識產(chǎn)權的FineXcell690，770，890，960鋼級系列。

產(chǎn)品可以廣泛應用于犁地機、播種機、耙地機、收割機、聯(lián)合收割機、噴霧機等。

3.1.2 車軸用管

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的無縫鋼管，包括方形管和矩形管，廣泛應用于商業(yè)和重載交通工具、拖車和移動裝備。相關產(chǎn)品包括：

（1）依據(jù)EN 10210生產(chǎn)的鋼管；

（2）依據(jù)EN 10297-1生產(chǎn)的機械用管；

（3）高強度鋼級，比如具有自主知識產(chǎn)權的Forterior系列。

產(chǎn)品可以廣泛應用于所有類型和尺寸的汽車和卡車拖車、農(nóng)業(yè)或者建筑機器、其他移動的機器和設備、后橋驅動的卡車和大篷車、特種車輛和重載車輛等。

3.1.3 液壓傳動用管

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的液壓油缸用機械管具有優(yōu)異的機械加工性能和力學性能，被廣泛應用于制造所有類型的吊車、重型挖土設備和農(nóng)用機械的液壓支撐和防護裝置。相關產(chǎn)品包括：

（1）Forterior和ForteriorImpactFIT高強度高韌性的系列；

（2）比ASTM A 106/A 106M標準中Grade B和Grade C強度高、韌性強的VMec50，VMec60& VMec70系列；

（3）高強度、高韌性、抗脆斷并具有優(yōu)異焊接性能的FineXcell/FineXcellImpactFIT。

3.1.4 框架用管

鋼質框架廣泛應用于汽車工業(yè)、機械工程和陸上及海底設備，主要用于保護和支撐設備。這要求材料具有均勻的產(chǎn)品質量和優(yōu)異的加工性能（比如鉆孔、切割、彎折和熱矯直）。相關產(chǎn)品包括：

（1）依據(jù)EN 10210和EN 10225生產(chǎn)的方形管和矩形管產(chǎn)品；

（2）Forterior，F(xiàn)ineXcell和Oceanfit特殊鋼級。

3.1.5 油田用機械加工用管

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的油田用機械加工用管可以用于生產(chǎn)井口附件，鉆井用的襯墊系統(tǒng)（Liner systems）、套管附件和節(jié)流壓井組件（Choke& kill components），完井用封隔器系統(tǒng)（Packer systems），完井配件（Completion accessories）和穿孔組件（Perforation components）。相關產(chǎn)品包括：

（1）低合金Cr-Mo鋼（依據(jù)ASTM A 519生產(chǎn)的4140，4130和4130改進型；依據(jù)API Spec 5CT生產(chǎn)的L80，P110和Q125）；

（2）馬氏體不銹鋼（13Cr和超級13Cr）；

（3）酸性服役材料T95，C110和C125。

3.1.6 吊車臂架用管（Yellow Goods）

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的吊車臂架用管用于制造多種起吊設備，包括可吊1 t重物的汽車吊，高度200 m、吊臂長100 m的塔吊和重載履帶吊用高強鋼桁架結構吊臂。相關產(chǎn)品包括：

（1）MSH（Mannesmann Structural Hollow Sections）、方形管和矩形管；

（2）機械用管；

（3）依據(jù)EN 10210-1，EN 10297-1，EN 10297-2和SEW 090-2生產(chǎn)的鋼管；

（4）Forterior和FineXcell（355～960 MPa），S355J2H，S355NH，S355NLH，S460NH，S460NLH。

產(chǎn)品可以廣泛應用于移動式起重機、履帶式起重機、塔式起重機、移動式港口吊、汽車隨車吊、港口和船塢吊、桁架式塔吊和船首吊機。

3.2 建筑物和穹頂結構用管

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)的產(chǎn)品可以用于建設機場、車站、橋梁、會堂、大型體育館、海底機構、小型樁管、海上風電項目、自升式海洋平臺、其他類型海洋平臺、安裝船舶。

3.3 汽車用管

瓦盧瑞克鋼管公司生產(chǎn)車軸、車載氣瓶和汽車用精密鋼管。車軸和車載氣瓶相對簡單，不再贅述。汽車用精密鋼管主要采用冷加工工藝，產(chǎn)品用于安全氣囊、柴油噴射管、傳動軸、傳動和懸掛系統(tǒng)部件、液壓油缸、滾珠軸承罩、熱交換器管以及其他汽車部件，汽車用管分布如圖4所示。

圖4 汽車用管分布

以桑塔納轎車為例，使用的鋼管品種情況見表10。

4 分析討論

2009—2018年瓦盧瑞克鋼管公司銷售收入的品種構成見表11。該公司為無縫鋼管行業(yè)歷史最悠久、市場分布最合理、全球化程度最高的龍頭企業(yè)［2］，通過分析該公司近十年時間的數(shù)據(jù)，可以判斷無縫鋼管的市場主要由石油天然氣行業(yè)（占比59.6%）、電站行業(yè)（占比13.9%）、機械加工行業(yè)（占比9.4%）、石化行業(yè)（占比6.6%）、建筑結構及其他（占比6.0%）和汽車行業(yè)（占比4.4%）構成［3-7］?；谝陨蠑?shù)據(jù)及前三章對瓦盧瑞克鋼管公司產(chǎn)品結構的詳細分析，對國內無縫鋼管企業(yè)產(chǎn)品結構設計及新產(chǎn)品開發(fā)提出以下建議。

（1）抓住核心市場，兼顧細分市場。

由瓦盧瑞克鋼管公司的品種構成情況及表11可見，該公司始終把能源行業(yè)作為核心市場，開發(fā)出了非常系統(tǒng)化的產(chǎn)品系列，以滿足上述行業(yè)日益提高的需求。石油和天然氣作為當今世界的主要能源，隨著開采活動的日益增多，面臨著向深井、極地、海洋、腐蝕環(huán)境、頁巖氣和油、稠油等非常規(guī)方向發(fā)展。為此，石油公司對鋼管的性能提出了更多、更苛刻的要求，比如高強度、高韌性、抗擠毀、耐高溫、耐低溫、抗腐蝕、承壓、抗疲勞、抗扭轉等。這些需求對石油專用管材的材料多樣性和結構多樣性提出了更高的需求，為此瓦盧瑞克鋼管公司開發(fā)了碳鋼、低合金鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、超級雙相不銹鋼和鎳基合金組成的材料體系和適應多種使用環(huán)境的特殊螺紋體系。國內規(guī)模型企業(yè)基本具備前三類，對于抗腐蝕合金只有天津鋼管制造有限公司（簡稱天津鋼管）和寶山鋼鐵股份有限公司（簡稱寶鋼股份）開展了研究和試用。天津鋼管采用東北特鋼集團撫順特殊鋼股份有限公司生產(chǎn)的鎳基合金坯料，在浙江久立特材科技股份有限公司加工成管，然后自己加工螺紋，開發(fā)出了規(guī)格Φ88.9 mm×6.45 mm、鋼級為TP125-TDJ G3的鎳基合金油管。寶鋼股份從2006年開始試制，在寶鋼特鋼生產(chǎn)管坯和管材，由鋼管廠 加 工 螺 紋，生 產(chǎn) 出 了BG2830，BG2250，BG2532，BG2242等系列鎳基合金油套管，并在中石化普光和龍崗等氣田使用。由于生產(chǎn)抗腐蝕合金鋼管對鋼鐵冶煉、金屬加工和熱處理均與傳統(tǒng)的低合金鋼有較大差異，因此開發(fā)這些品種難度很大。而對于能源行業(yè)以外的其他市場，則更側重于滿足幾何尺寸要求、表面質量和機械性能要求，對鋼管的特殊性能要求不多，因此對材料設計和結構設計的要求并不高［8］。

表10 桑塔納轎車使用的鋼管品種情況

表11 2009—2018年瓦盧瑞克鋼管公司銷售收入的品種構成 %

然而石油天然氣行業(yè)的發(fā)展受經(jīng)濟發(fā)展形勢、供需關系、國際政治環(huán)境等諸多因素影響呈周期性變化，油價的波動刺激鉆采活動的枯榮，直接影響無縫鋼管的消費量和價格。國內無縫鋼管企業(yè)要抓住石油專用管這個市場比例接近60%的核心市場發(fā)力，尤其是針對這個市場的核心產(chǎn)品，為了規(guī)避全球能源經(jīng)濟的周期性波動風險，也必須兼顧其他細分市場的發(fā)展。

（2）對于具體的市場，要能夠提供系統(tǒng)的解決方案。

不論是核心市場還是細分市場，要對有競爭力的市場搭建高、中和低全面覆蓋的產(chǎn)品體系，為客戶提供系統(tǒng)的解決方案。

（3）緊盯行業(yè)發(fā)展變化，提前介入新品開發(fā)。

近年來，美國主導的頁巖氣和頁巖油技術革命，打破了供需平衡，導致2014年以來國際油價長期低位運行，其背后得益于水平井、大位移井和壓裂技術的創(chuàng)新，這些技術創(chuàng)新都需要特殊材料鋼管和特殊螺紋的支撐。超超臨界火力發(fā)電機組熱電轉化效率的提高需要更高的蒸汽溫度，這取決于能夠在現(xiàn)有的P91和P92基礎上開發(fā)出650℃或者700℃等更高溫度使用的耐熱鋼管材（700℃蒸汽溫度的火電站比600℃蒸汽溫度熱電轉換效率提高10%，煤耗降低40 g/（kW·h），CO2和SO2等污染物排放量降低10%）［9-10］。而這些新材料和新特殊螺紋的研發(fā)和被市場認可非一日之功，需要緊跟行業(yè)發(fā)展變化，提前介入。

（4）關注新產(chǎn)品基礎數(shù)據(jù)和業(yè)績的統(tǒng)計。

眾所周知，中國的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩，而無縫鋼管行業(yè)更是重災區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，目前國內無縫鋼管產(chǎn)能接近4 300萬t，而產(chǎn)能利用率不到70%。在這樣一種嚴峻的市場形勢下，大家都在進行產(chǎn)品結構調整，加上近幾年行業(yè)不景氣使得大量技術人員流動，直接導致產(chǎn)品越來越同質化。于是，各大油田和鍋爐廠等重點客戶可選擇的供應商越來越多，最終導致客戶對供應商的要求越來越高。

在石油行業(yè)，越來越多的客戶要求提供產(chǎn)品試用報告、SSC試驗報告、HIC試驗報告、焊接評定報告、依據(jù)ISO 13679或者API RP 5C5測試的特殊螺紋IV級試驗報告和重點客戶銷售業(yè)績。

在鍋爐行業(yè)，尤其是對于高鋼級產(chǎn)品，比如P91和P92，客戶開始要求提供多個溫度下的持久試驗數(shù)據(jù)，更有客戶開始要求實際掛樣超過10 000 h的數(shù)據(jù)結果。

在汽車行業(yè)，客戶也提出了反復加載80萬次測試疲勞強度的要求［11］。

在核電行業(yè)，核電工程公司不僅僅是需要交付產(chǎn)品，更需要將產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的相關文件和記錄整理歸檔成文件交付給客戶以確保在核電站服役期（M310堆型要求40年，AP1000堆型要求60年）能夠調用查閱。

對于這些要求，企業(yè)要提前了解客戶要求，在產(chǎn)品開發(fā)初期做好策劃，才能少走彎路，早日將產(chǎn)品推向市場。

5 結 語

詳細地分析了無縫鋼管行業(yè)龍頭法國Vallourec公司的產(chǎn)品結構，并對我國規(guī)模性無縫鋼管企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)提出了四點建議，不當之處請指正！

本文大量數(shù)據(jù)來源于Vallourec官方網(wǎng)站公開發(fā)布的信息，對該公司提供的相關數(shù)據(jù)表示感謝！