History of stainless steel pipe in the past 30 years

 

 

 

不锈钢管是不锈钢产品家族中非常重要的一个分支，主要应用于油气开采、石油化工、能源、核电、航空航天、舰船等领域，它的应用范围广泛，需求量大，品种规格繁多，受到了不锈钢制造者和用户的广泛关注。

纵观我国不锈钢管30多年的发展历史，可以将其分为如下四个阶段：

第一阶段，20世纪90年代之前的发展初期。此阶段的特点是：不锈钢管制造企业数量少、规模小，大多数处于作坊式生产阶段。真正具有一定技术实力，能够全流程生产高品质不锈钢无缝管的企业很少，当时的代表企业是上钢五厂（现宝钢特钢），所生产的不锈钢无缝管主要满足国防军工的特殊需求。

 

第二阶段，20世纪90年代至2000年之间的快速发展期。此阶段的特点是：不锈钢管制造企业如雨后春笋般蓬勃发展，久立集团就是其中的代表，在此期间久立快速成长，凭借科技创新，成功开发出中大口径不锈钢焊接管，提高了企业的竞争力，为企业的快速发展奠定了基础。这期间，不锈钢管的发展主要集中在数量上，国民经济各行业对不锈钢焊管和无缝管的需求急剧增长。国企、民企齐头并进，总体而言，技术实力国企占优，上钢五厂和长城特钢是代表企业。

 

第三阶段，2000年至2008年的高速成长期。此阶段的特点是：不锈钢管制造企业爆发式增长，出现了产能/产量上万吨的行业龙头企业，如久立、太钢、中兴能源、武进不锈等。

 

不锈钢管的发展离不开不锈钢行业的发展。我国不锈钢产业从2000年开始进入高速增长期。不锈钢产量从1999年的30万吨跃升至2000年的65万吨，生产能力进入集中释放期。在此期间，一方面，不锈钢管的产能进一步高速增长，原有的江浙一带的不锈钢管企业兼并重组，发展出了以浙江久立特材、上上不锈钢、中兴能源为代表的不锈钢管材专业制造企业。各不锈钢生产企业加大对不锈钢管材的投入，新建/新增不锈钢管产能，如太钢新建5万吨/年的不锈钢产线，久立引进当时国内单台挤压能力最大的3500吨热挤压机。另一方面，不锈钢管材的制造水平大幅度提升，越来越多的高品质不锈钢无缝管、焊管实现国产化，替代进口。如久立的双相不锈钢管用于石化行业，久立、宝钢特钢生产的G3油井管成功用于油气田，长城特钢生产的825耐蚀合金管材成功应用于中石化的加氢炼化装置，446高纯铁素体不锈钢薄壁管成功应用于海水换热器的制造等。

第四阶段，2008年至今的专业细分阶段。此阶段的特点是：不锈钢管材的制造进一步专业化，管材制造技术明显提升，出现了特殊规格管材的专业制造企业。一是不锈钢无缝管普遍采用挤压工艺进行生产以提升品质。期间，太钢、宝特、新兴铸管引进6000吨挤压机，久立升级4200吨挤压机，宝钢特钢更是进行产品战略调整，拆除斜轧穿孔机组，集中生产高附加值的挤压管材。二是生产更专业化，甚至出现了以单类产品为绝对产品的企业，典型代表如烟台玛努尔核电设备公司的核电整体锻主管道，中兴能源、武进不锈钢、三洲核能的不锈钢管件等。在此期间，出现了世界级的不锈钢管材制造企业，如久立特材，拥有年产10万吨不锈钢管的产能，是国内少数几家既拥有品种最全、规格组距最大的不锈钢焊接管生产线，又拥有国际先进的挤压工艺为主的不锈钢无缝管生产线，能生产Φ8-3000mm×0.5-80mm的焊接钢管和规格为Φ4-730mm×0.5-60mm的无缝钢管及高合金、难变形的合金钢管，并建有与管道相配套的年产5000吨的管件生产线。产品在全世界50多个国家注册商标并使用，做出了品牌。品牌或是商标，是一个企业的商品标志，它代表着商品信誉和企业形象，是企业参与国内外市场竞争的开拓工具，是企业无形资产的重要知识产权。一旦品牌价值显性化，就可以在市场竞争中制胜，一个管理规范产品质量上乘的企业，它的商标就是一个认可或服务、证明，能够创造难以估量的经济效益。

2 我国不锈钢管生产能力的变化

不锈钢管由于制造企业多而分散、产品规格繁多，所以 产量统计难度很大。据报道，世界不锈钢管的生产量一般约占不锈钢材总量的10%。目前，我国不锈钢管的产量大体维持这一比例。

 

20世纪90年代之前，受不锈钢产业发展的影响，我国不锈钢管产量维持在较低水平，如1990年我国不锈钢管的产量约为5万吨。2001年，我国不锈钢管的产量约50万吨，是十年前的10倍。进入21世纪，迎来了不锈钢管的大发展，我国不锈钢管的产能和产量急剧增加。据不完全统计，我国现有不锈钢无缝钢管生产企业近 500家，年生产能力100万吨以上，其中大部分是年产只有1000吨以下的小厂，年产量在10000吨水平以上的企业很少。不锈钢焊管生产线近800条，年生产能力达200万吨。从行业需求看，油气/石化行业年需不锈钢管约6万吨，核电行业年需不锈钢管5万吨，化工行业年需不锈钢管约4万吨，火电行业年需不锈钢管约4万吨。

 

3 我国不锈钢管品种质量的发展

 

随着不锈钢产业的发展，我国不锈钢管材的品种发展大体也经历了早期的单一奥氏体品种和现在的多样化品种阶段。1990年前，由于不锈钢管材制造水平和工艺装备的限制，不锈钢管材品种主要为304、316奥氏体不锈钢类型。发展到2000年之后，不锈钢管材品种几乎涵盖了奥氏体不锈钢、双相不锈钢的绝大多数牌号，以及马氏体不锈钢、铁素体不锈钢的部分牌号。这期间，针对石化/化工行业需求，开发了2205牌号为代表的双相不锈钢管材；针对油气开采和输送，开发了Cr13型的超级马氏体不锈钢管材；针对海水电站热交换器，开发了446高纯铁素体不锈钢管材；针对第三代核电一回路主管道，开发了316LN整体锻管材；针对电站锅炉，开发了超级304H、T/P91管材；针对航空油路管道，开发了2169奥氏体不锈钢管材。

 

不锈钢管分为不锈钢无缝管和不锈钢焊管。早期的不锈钢焊管主要应用于城市景观和装饰工程，在轻工、制药、造纸、污水治理、供水、机械等领域也有一定比重。此阶段的不锈钢焊管对品质的要求不是很高，主要是满足几何尺寸的需要。工业上应用的不锈钢焊接方法主要有钨极氩弧焊（TIG）、高频焊、等离子焊和激光焊等。几种焊接方法各具特点，但使用最多的是氩弧焊和高频焊。

近年来，随着高纯铁素体不锈钢的国产化工业规模生产成为现实，出现了大量的高纯铁素体不锈钢薄壁焊管。这类产品在生产时广泛采用激光焊。随着化工、化肥、石化等行业对大口径（Φ159 mm以上）中低压输送管道的需求越来越多，大口径不锈钢焊管逐步替代进口，应用于特殊需求。油气/化工对超长大口径耐蚀不锈钢管的需求，促进了大口径不锈钢焊管的国产化，如久立630自动焊接机组的引进，改变了长度12米大口径不锈钢焊管依赖进口的现状。

 

和不锈钢焊管相比，不锈钢无缝管的性能要求更高，需求规格更多，使用领域更广，同时制造难度相应的也要大许多，主要用于油气开采、石油化工、能源、核电、航空航天、舰船等领域。

不锈钢无缝管由于涉及的钢种、产品规格及用途非常多，所采用的生产工艺和装备差别很大，因此，不锈钢管材的生产专业性都非常强，技术要求高。为了实现高质量不锈钢管材的生产，不锈钢管材的制造技术发展趋势包括三个主要方向：一是采用挤压工艺技术研制新型高性能特种不锈钢管材；二是严格要求不锈钢管坯冶金质量，主要是超纯冶炼技术；三是组建针对性很强的专业生产线进行生产。

 

热挤压法是生产高合金难变形合金管材的最佳方法，同时也是小批量、多品种的复杂断面异型材制造最便捷的方法。采用热挤压法生产高合金管材具有变形温度高、单次变形量大、变形速率高等特点，是未来发展的趋势。

 

挤压钢管生产技术是无缝钢管最重要和最先进的生产方法之一。对于低塑性难变形的钢种和合金及特别重要用途，如核电用690蒸发器管、G3油井管等，是斜轧穿孔法无法相比的。它是在比其他压力加工方法时有更大的三向压应力状态下的变形，可以发挥金属的最大塑性，可以达到其他机组无法达到的压缩比。目前，在诸如连轧管机组、皮尔格机组、三辊穿孔-轧管机组、ACCUROLL等机组上无法生产的钢种和合金，就可以在挤压机上进行生产。热挤压工艺对于生产高尺寸精度、高表面光洁度的不锈钢管材尤其适合，对于超级奥氏体不锈钢、超级双相不锈钢等难变形不锈钢管材的制造有较大的优势。

 

从特种冶金技术发展伊始，纯净化、凝固组织和缺陷控制就始终贯穿着该技术的发展。伴随着上述需求，在特种冶金设备的设计与控制、熔炼过程的计算机模拟等方面不断发展。特种冶金工艺技术未来将继续沿着高度纯净化、凝固组织和缺陷控制、熔炼过程自动化、低成本化和环境友好方向发展。纯净化冶炼，包括夹杂物的控制与去除，有害元素（H、O、S）以及杂质元素和残余元素（As、Sb、Sn、Bi等）的去除，以及在电渣重熔过程由于相关渣金反应导致的Al、Ti、Zr头尾成分偏差的控制技术等。不锈钢管材对材质的要求很高，为了保证经过多道次轧制变形后不锈钢管材表面质量无缺陷，必须对不锈钢中的夹杂物等级和类别进行严格控制。一般特种需求的不锈钢管材，如航空航天用不锈钢管，其非金属夹杂物需严格控制在1.5级以下。此外，为实现高牌号铁素体不锈钢管材的制造，对高铬铁素体不锈钢中的碳、氮含量有严格要求，一般要求C+N≤300ppm。

 

在专业化生产方面，核电一体化主管道和不锈钢管件制造是典型代表。以AP1000主管道为例，其产品为直管+弯头+带角度的管嘴。传统工艺技术只能分段制造，最后焊接而成，导致焊缝薄弱区的存在。采用整体锻制，可有效避免焊接。为实现整体锻制，必须有100吨级的电渣炉和8000吨以上的压机能力，此外，还涉及到不锈钢弯头弯制技术等核心技术。这种大规格不锈钢异形管，生产路线完全不同于普通不锈钢无缝管。为此，需要建立专业的核电一回路主管道生产线，烟台玛努尔核电设备公司应运而生。此外，石化/化工用的大量不锈钢管件的制造，需要大口径皮尔格轧机。为此，出现了中兴能源、武进不锈钢、三洲核能等不锈钢管件的专业制造企业。未来这样的细分不锈钢管材专业生产线还将越来越多的出现，以提高产品质量和生产效率，包括以生产毛细管和小规格不锈钢无缝管为主的天材科技（最小口径0.2mm，最小壁厚0.05mm）和久立的全自动高效率的电站锅炉管生产线。

 

4 我国不锈钢管国际化进程

在2000年之前，由于我国不锈钢管材的整体质量偏弱，导致产品缺乏国际竞争力，很少出口。高端不锈钢管材的国际市场长期被西方发达国家占据，以住友、山特维克、奥托昆普为代表。我国每年需要进口大量的高档次不锈钢管，如2006年我国不锈钢管进口量约为4.5万吨，基本上都是高档次品种。2005年以后，特别是2010年以后，随着我国不锈钢管材品种越来越多，质量越来越高，部分质优价廉的不锈钢管开始出口，并且出口量越来越大。出口的产品主要应用于核电、石化、化工、能源、船舶等领域。

 

近年来，国际上一些重大工程项目均采用我国生产的不锈钢管材，包括国际科研合作项目“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”、赛科90万吨乙烯裂解联合装置、扬巴一体化工程（60万吨乙烯）等。

 

总体来看，我国不锈钢管材出口，早期主要依赖价格优势，现在则完全是质量取胜。随着我国已经成为不锈钢制造大国，不锈钢管材的生产规模和水平也逐步位居世界前列，不锈钢管材制造企业的全球观念越来越强，江浙一带的企业，不锈钢管材出口的品种和数量都居前列。企业从行业协会、国际会议、互联网等途径获取大量需求信息，并积极与国外企业洽谈，获得订单，进而依托大而全的不锈钢管生产线，提供高品质产品，满足用户需求。不锈钢管材制造企业的国际化路线，基本上是沿着高水平产线建设——国外用户培育——高品质不锈钢管供应——国际重大工程供货经历——国际品牌效应路线发展。这其中以久立为典型代表，久立把产品发展定位于“长特优，高精尖”，在不锈钢高端产品行业站稳了脚跟，不锈钢管产销量连续多年位居全国之首，且近几年连续获得一个订单达0.8万吨、1.3万吨和2万余吨的国际大订单。久立凭着先进的技术装备，完善的管理体系，完备的研发平台，优质的客户服务，优美的生产环境，在不锈钢管行业走出了大世界。目前，久立特材已经跻身于世界不锈钢管材制造企业的前五名。