第三部分主要管件制造。
3.1 无缝钢管。
3.1.1 概述。
钢管”产品是一个统称，钢管产品分无缝钢管产品和焊接钢管产品两大类，无缝钢管是钢铁产品的一个重要组成部分，无缝钢管产品被广泛应用于石油、电力、锅炉、压力容器、化工、煤炭、机械、军工、航空航天等行业，无缝钢管也是特种设备制造的最常用原材料之一，世界各工业发达国家都十分重视无缝钢管的生产。一个国家钢管产量大小是衡量该国钢铁产品制造能力、制造水平的标志之一。
我们国家钢铁工业自新中国成立后，尤其是改革开发30年来得到了突飞猛进的发展，这期间也经历过一些周折。2023年中国的钢产量只有15.8万吨，居世界第26位。
不到当时世界钢产量1.6亿吨的0.1％；2023年中国钢产量520万吨。
近年来，我国钢铁行业飞速发展，我国钢产量已连续8年居世界第一位。2023年我国全国（不包括台湾省）的钢产量达到创世界最新记录的4.8924亿吨，平均每天产钢134万吨。
一天的钢产量相当于2023年的我国钢年产量的8.48倍。我国一些钢产量大省的产量就与世界上某个大国相当，比如2023年，河北省产钢10706万吨，与2023年世界钢产量第2名的日本国12020万吨相当。
在我国钢铁工业快速发展的产业背景下，钢管作为钢铁产品的一个重要组成部分，也在高水平快速发展。近年来，我国钢管行业产量年均增长很快，2023年全年钢管产量达到3552万吨，钢铁产品中管材比达到7.5%，我国无缝钢管和焊接钢管年产量均列世界第一，产品**较低，产品质量明显提高，已连续5年成为钢管净出口国，有很强的国际竞争力。
全国无缝钢管实际产能（包括采用热轧、冷拔、冷轧、挤压、热锻、热顶等无缝钢管制造、生产方式）到2023年已超过了2100万吨，创历史新高，也反映我国钢铁行业正向着产品结构优化转变。
我国无缝钢管的生产始自五十年代初期 ，由国家第一个五年计划重点建设项目之一鞍山钢铁公司无缝钢管厂用国内第一套无缝钢管机组 ，即∮140钢管自动轧管机组于2023年生产出第一根无缝钢管后逐步发展壮大起来的。经过钢铁企业无缝钢管行业几代人不懈的努力，初步形成了我国目前具有一定生产规模，产品品种、规格日渐增多，质量逐步提高的无缝钢管的生产体系现状。
随着上世纪80年代中期宝山钢铁公司无缝钢管厂从德国曼内斯曼引进了第一条80年代初期世界先进水平的∮140机组连轧管机组（主要生产油井管和锅炉管），上世纪90年代天津钢管公司从意大利引进的80年代末期世界先进水平的mpm 7机架限动芯棒连轧管机组以及近年来天津钢管、成都无缝、衡阳钢管、包钢无缝、鞍钢无缝等企业相继引进的连轧管机组生产线，我国的无缝钢管生产设备涵盖了当今世界上各种先进无缝钢管热轧机组。这些机组不仅引进了先进的生产工艺，而且还引进了先进的自动化控制系统和**质量检测系统如测温、测长、测径、测厚、测速(轧制速度、辊道速度)、测力(轧制力、扭距)和各种无损检测设备以及生产工艺软件等。
到2023年底，我国先进的无缝钢管热连轧机组已达13台套，无论是机型和数量均已成为世界第一，其实际产能已突破600万吨，占国内总产能的31.57%，是我国钢管出口的主力军。在这些连轧管机组中，天津钢管的φ168mmpqf、天津钢管的φ426mmpqf和成都无缝的φ159mmfqm机组、成都无缝的φ340mmmpm、衡阳钢管φ273mmmpm机组代表了当今世界一流的最先进的连轧管技术装备水平。
2023年我国在建机组还有13台套，有10台套将在2023年内形成能力，预计2023年新增产能将达200万吨，这些机组生产的产品质量均处于较高的水平。总产能将达到2100万吨，而总需求量只有1650万吨，产能多出450万吨，总体供大于求。
我国无缝钢管的生产不仅在产量上具备了世界第一的生产能力，而且在无缝钢管实物质量上也逐步达到或接近国际上发达国家无缝钢管的质量水平，这在一定程度上满足了我国各行业对无缝钢管的需求， 缓解了我国无缝钢管产量、质量与用户要求间供需不平衡的状况。预计：2023年产量将达到2050万吨、国内消费量达1650万吨，分别比上年增长9.
04%和6.72%，出口约400万吨、进口约45万吨、净出口约355万吨，产量大于需求量约45万吨。但无缝钢管产品结构性短缺依然存在，比如大口径厚壁高压炉管，超临界、超超临界锅炉用合金钢、不锈钢无缝钢管，核电用不锈钢管，耐高压高温、抗腐蚀用油井管等仍需大量进口，预计进口量将超过40万吨。
2023年至2023年我国无缝钢管产量情况见图3-2。
无缝钢管广泛应用于**开采和加工、管道输送、机械制造、锅炉制造以及大型场馆建设等方面。随着国民经济的快速发展，我国对无缝钢管的需求量迅速增加，而且对其质量也提出越来越高的要求，尤其是制造高压锅炉和各种压力容器的高压锅炉和压力容器用无缝钢管，直接关系到石化、核电站、电站行业设备的正常运转，是一种对国计民生以及人生安全有直接影响的重要产品。任何因钢管产品的质量问题都可能酿成重大事故，直接危及设备、人身及周边环境安全。
由于部分钢管产品，例如锅炉和压力容器用无缝钢管用途的特殊性，因此国家对其质量一直非常重视，以行政审批方式对其市场准入实施控制，直上世纪八十年代末开始陆续对一些钢管产品实行生产许可证管理制度。2023年起，又对压力管道用钢管实行了安全注册制度。2023年4月20日，国家质量监督检验检疫总局发布了“国质检特〔2006〕162号《关于将石油天然气工业用焊接钢管等5类工业产品实行特种设备制造许可证管理的通知》。
该文件规定自2023年5月1日起：停止受理锅炉压力容器用钢管（含不锈钢管）的工业产品许可证。转为实行特种设备（压力管道元件）制造许可证。
无缝钢管可分成不同的种类，以材质分类，一般可分为“碳钢、合金钢管”系列和“不锈钢管”系列。以用途分类也可以分成多种，例如，锅炉和压力容器用无缝钢管可以分为低中压用无缝钢管和高压用无缝钢管。高压锅炉和压力容器用无缝钢管。
过去高级别的高压用钢管基本采用进口，随着我国钢管生产工艺水平和装备水平的提高，很多高级别钢管的生产已经可以在国内解决，但在质量的稳定性和可靠性方面还不能令人完全放心，并且市场上假冒伪劣钢管产品也时有出现，并且引发过质量事故。
3.1.2 无缝钢管的基本知识。
1) 无缝钢管用管坯的生产。
生产无缝钢管用的管坯通常是热轧圆钢或连铸圆管坯，极少数直接采用钢锭轧制。
无缝钢管圆管坯通常执行的标准有：yb/t 5221―1993《合金结构钢圆管坯》、yb/ t5222―2004《优质碳素结构钢圆管坯》、yb/t 5137―2007《高压用热轧和锻制无缝钢管圆管坯》、yb/t 4149―2006《连铸圆管坯》、yb/t 2008―2007《不锈钢无缝钢管圆管坯》、gb/t 1220《不锈钢棒》等。其中使用较多的是：
yb/t 5222―2004《优质碳素结构钢圆管坯》、yb/t 5137―2007《高压用热轧和锻制无缝钢管圆管坯》和gb/t 1220《不锈钢棒》。
管坯标准中通常会明确管坯的冶炼方法或制造方法。
无缝钢管圆管坯的生产方式分传统的钢铁生产“长流程生产工艺”和钢铁生产先进的“短流程生产工艺”2大类。
长流程”生产工艺也就是传统的钢铁生产方式，“长流程”工艺过程为：采矿、选矿、铁矿粉烧结、炼焦、高炉炼铁、转炉或电炉炼钢、钢包精炼（lf炉，冶炼不锈钢的氩氧精炼aod炉）、真空脱气精炼（真空脱气vd炉或真空循环脱气rh炉），模铸或连铸，轧制成圆管坯。
短流程”生产工艺是最新的先进生产方式，“短流程”工艺过程为：高炉炼铁（或融溶直接还原生产的“海绵铁”）、铁水预处理、超高功率大容量直流电炉炼钢、钢包精炼（lf炉）、真空脱气精炼（真空脱气vd炉或真空循环脱气rh炉，冶炼不锈钢的真空氩氧精炼vod炉），连铸成连铸圆管坯、或用连铸坯多机架连轧制成圆管坯。
管坯生产工工艺示意图见图3-3 、图3-4 。
低中压锅炉用无缝钢管、输送流体用无缝钢管等低端钢管产品的管坯通常采用的是yb/t 5222―2004《优质碳素结构钢圆管坯》。标准中管坯质量验收的主要内容是： 管坯的表面质量、尺寸公差、化学成分、低倍组织等，作为需方要求，还可以增加晶粒度、非金属夹杂物等检验项目。
高压锅炉用无缝钢管、石油裂化用无缝钢管等高端钢管产品的管坯通常采用的是yb/t 5137―2007《高压用热轧和锻制无缝钢管圆管坯》。标准中管坯质量验收的主要内容是： 管坯的表面质量、尺寸公差、化学成分、低倍组织、非金属夹杂物等检验项目，此外对于奥氏体不锈钢圆管坯还要检验α相组织。
不锈钢无缝钢管的管坯通常采用的是gb/t 1220《不锈钢棒》标准。标准中管坯质量验收的主要内容是：管坯的表面质量、尺寸公差、化学成分、低倍组织、非金属夹杂物、晶粒度、α相组织等。
2) 无缝钢管的生产。
无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水、蒸汽及某些固体物料的管道等。无缝钢管按材质的不同，分为普通碳素结构管、低合金结构管、优质碳素结构管、合金结构管、不锈钢管、高合金钢管等。无缝钢管按生产方式可分为热轧（热挤压、热扩）等热加工钢管以及冷拔、冷轧等冷加工钢管。
热轧的无缝管外径一般大于22mm，壁厚在2.5mm～70mm，冷拔、冷轧无缝钢管外径可以小到1mm以下，壁厚可薄至0.25mm， 比如医院打针注射用的针管，俗称“毛细钢管”也是无缝钢管产品。
无缝钢管的生产通常采用的是：将实心管坯（主要是热轧圆钢或连铸管坯，少数直接采用钢锭）加热后，用大小不一的钢管穿孔设备将圆钢管坯加热后穿制成中空的无缝钢管的毛坯管（通常叫荒管或毛管），这一生产过程叫“穿孔”。
管坯“穿孔”后，可采用连续热轧方式生产热轧无缝钢管；也可采用冷拔或冷轧方式生产无缝钢管。热轧和冷拔或冷轧是无缝钢管的最主要生产方式，占钢管产量生产的99％。冷轧管比热轧管表面***、尺寸精度高。
其它还有冲压、挤压、锻后机加工等生产方式主要应用于生产超大规格的钢管或难于变形的特殊牌号的无缝钢管产品。
热轧钢管生产采用的钢管热连轧管机组是我国80年代后逐步引进的，其技术先进、产能很大，一套机组年产无缝钢管可达10～100万吨，但其投资也非常庞大，在生产过程中更换产品规格需要更换工摸具的数量和时间都比其他机组多和长，所以热轧无缝钢管生产方式是适应少规格、大批量生产的最佳机组。通常热轧生产工艺生产的无缝钢管的规格在：φ42mm～φ720mm之间。
采用特殊热加工工艺还可以生产超大规格热轧无缝钢管，武汉重工铸锻有限责任公司采用管坯冲压、毛管水平水压机顶压生产工艺生产的热轧无缝钢管外径可达：φ1066mm，最大壁厚150mm；内蒙古北方重工业集团****钢锭锻造、深孔镗钻床机加工成形的无缝钢管外径可达：φ1200mm，最大壁厚135mm的超大规格热轧无缝钢管。
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