據估計(jì)，我國目前鋼結構用鋼管和(hé)冷彎型鋼的年消費總量約為(wèi)2265萬噸(其中鋼管為(wèi)1860萬噸，冷彎型鋼為(wèi)405萬噸)。鋼管行(xíng)業的市場(chǎng)關注焦點長期放在能源領域(石油天然氣和(hé)煤電(diàn))的鋼管應用上(shàng)，近年來(lái)才密切注視(shì)着鋼管和(hé)冷彎型鋼在鋼結構領域的蓬勃發展，于是出現了一些(xiē)熱點問題。
2014年出版的市場(chǎng)調研報告顯示當年全國焊管産能為(wèi)6500萬噸，而2016年焊管實際産量達7016萬噸，這是因為(wèi)前者統計(jì)的是完整焊管生(shēng)産線的産能，而後者的統計(jì)包括所有(yǒu)完整和(hé)不完整生(shēng)産線所生(shēng)産的總産量。
關于冷彎型鋼行(xíng)業制(zhì)造厚壁方矩型管在角部出現裂紋等問題，可(kě)通(tōng)過熱成型工序以消除殘餘應力。對高(gāo)強度薄壁冷彎型鋼産品，熱沖壓成型是一個(gè)發展方向。
石油套管和(hé)鍋爐管市場(chǎng)的下行(xíng)壓力大(dà)，焊管又擠占了無縫鋼管中相當的市場(chǎng)份額，無縫鋼管業産量出現下降，因而要發揮無縫鋼管的厚壁、批量及熱成型優勢，産品向個(gè)性化、定制(zhì)化方向發展。
一問：中國鋼管的産能如何統計(jì)?
中國鋼結構協會(huì)鋼管分會(huì)2014年出版的《中國鋼管行(xíng)業暨市場(chǎng)調研報告》統計(jì)數(shù)據顯示，當年，我國無縫鋼管總産能約4300萬噸，焊管總産能約6500萬噸。這是根據焊管完整生(shēng)産線的産能統計(jì)出來(lái)的。然而，2016年焊管實際産量達到了7016萬噸。筆者認為(wèi)，這是包括石油行(xíng)業、鋼結構行(xíng)業、冷彎型鋼行(xíng)業、鐵(tiě)塔行(xíng)業、不鏽鋼行(xíng)業、鍋爐行(xíng)業、造船(chuán)行(xíng)業、機械行(xíng)業等各個(gè)行(xíng)業中的完整焊管生(shēng)産線和(hé)非完整生(shēng)産線所生(shēng)産的焊管産量總和(hé)。
對非石油系統的焊管功能而言，鋼結構有(yǒu)的部位需要用完整生(shēng)産線生(shēng)産的焊管。例如，日本東京睛空(kōng)塔(世界最高(gāo)的自立式電(diàn)波塔)，其主要鋼管部位是用UOE焊管，其大(dà)直徑特厚鋼管ф2300mm×100mm雖然是用RB法(不采取漲管整形)制(zhì)造的，但(dàn)經過熱處理(lǐ);我國重型建築鋼結構如北京奧運場(chǎng)館主體(tǐ)鋼管結構也使用UOE焊管，有(yǒu)些(xiē)是番禺珠江鋼管公司生(shēng)産的，有(yǒu)些(xiē)是寶鋼UOE機組制(zhì)造的。再如，特高(gāo)壓輸電(diàn)鐵(tiě)塔要求用UOE、JCOE焊管，或者具有(yǒu)中頻熱處理(lǐ)的HFW高(gāo)頻直縫焊管;又如，海上(shàng)巨型浮吊船(chuán)的超重吊臂用鋼管為(wèi)ф850mm×30mm、ф650mm×24mm、ф550mm×20mm，使用的是無縫鋼管或UOE(JCOE)焊管，或是經過中頻熱處理(lǐ)的HFW高(gāo)頻直縫焊管。
但(dàn)有(yǒu)些(xiē)鋼結構中,其非主要鋼管結構部位則可(kě)以用JCO、UO型或者未經中頻熱處理(lǐ)的高(gāo)頻焊管，例如鋼管樁、公路護欄闆用管、電(diàn)纜套管、低(dī)壓輸水(shuǐ)鋼管、燈柱管等。
中國是世界鋼管生(shēng)産大(dà)國，鋼管生(shēng)産企業分布于各行(xíng)各業，但(dàn)沒有(yǒu)建成能代表全國鋼管企業的行(xíng)業協會(huì)，因此，目前要統計(jì)出全國焊管7000萬噸産量對應的産能究竟是多(duō)少(shǎo)還(hái)是有(yǒu)很(hěn)大(dà)的困難。
二問：冷彎型鋼加工發展方向是什麽?
如何解決冷彎型鋼在方矩形管制(zhì)造過程中由于闆厚的增加出現角部開(kāi)裂等問題?對此，有(yǒu)專家(jiā)提出的對策是“角部線加熱+縮頸二次成型”工藝，簡而言之就是冷彎型鋼向熱成型工藝方向發展。據測算(suàn)，我國方矩形鋼管年用量達100萬噸，汽車(chē)制(zhì)造企業也準備用熱軋無縫方矩形鋼管生(shēng)産載重汽車(chē)的驅動車(chē)橋。這對我國冷彎型鋼企業提出了應當加速開(kāi)發熱成型厚壁方矩形管的挑戰。
從冷彎型鋼發展的曆程來(lái)看，國外生(shēng)産方矩形鋼管的工藝，最初是先冷彎成圓管，再将圓管加熱到正火(huǒ)溫度，在定徑工序由圓管變成方矩形管。其優點是成品鋼管殘餘應力小(xiǎo)，角部圓弧半徑小(xiǎo)。直到如今，英國還(hái)一直采用這種工藝。但(dàn)後來(lái)因為(wèi)能耗和(hé)成本較高(gāo)，國內(nèi)外冷彎型鋼工藝放棄了正火(huǒ)工序，改由高(gāo)頻焊接而成。國內(nèi)冷彎型鋼廠多(duō)采用直接成方的生(shēng)産線。
如今，由于建築鋼結構向厚壁高(gāo)強度方向延伸，國外又恢複了熱成型工藝，而我國尚無熱成型方矩形冷彎型鋼産品，新的首都博物館等工程所用熱成型冷彎型鋼，均從國外以高(gāo)價進口。例如，日本JFE知多(duō)廠HFW高(gāo)頻焊管ф26in(ф660mm)機組生(shēng)産的方矩管直徑250mm~550mm、壁厚6mm~25mm，東日本京濱廠HFW高(gāo)頻焊管ф24in(ф610mm)機組生(shēng)産的方矩形管直徑200mm~550mm、壁厚4.5mm~22mm。它們不僅有(yǒu)中頻正火(huǒ)的工序，而且有(yǒu)二次熱處理(lǐ)的能力。我國寶鋼高(gāo)頻焊管610機組也具備此種能力。
常溫下冷彎成型的方矩形管在厚壁時(shí)圓角處易開(kāi)裂，殘餘應力大(dà)，同時(shí)焊縫容易形成溝狀腐蝕;由于包辛格效應，強度、硬度提高(gāo)，不利于用戶二次加工。我國目前冷彎型鋼廠一般隻能加工厚度≤14mm的産品。在由“圓變方”的過程中，如果材料延伸率低(dī)，即使壁厚較小(xiǎo)，也容易引起圓角處出現縱向開(kāi)裂。我國東北某廠将無縫鋼管用冷推式工藝進行(xíng)“圓變方”制(zhì)成160mm×60mm×6.5mm矩形管，由于材料是20#鋼，延伸率隻有(yǒu)16%，有(yǒu)些(xiē)批次矩形鋼管交貨後延遲性角部開(kāi)裂嚴重，引起用戶質量異議。後來(lái)該廠無縫鋼管采用正火(huǒ)工藝進行(xíng)“圓變方”，得(de)到合格産品，一般正火(huǒ)溫度在850℃~900℃。對于有(yǒu)專家(jiā)提出的“角部線加熱”冷彎型鋼方矩形管工藝，筆者認為(wèi)值得(de)商榷。西氣東輸工程感應加熱彎管的實驗表明(míng)，局部加熱彎管，其彎曲段焊管性能得(de)到改善，但(dàn)直線段性能不穩定。因此，筆者認為(wèi)應對方矩形管整體(tǐ)感應加熱。這也就意味着，冷彎工藝上(shàng)由“圓成方”的生(shēng)産線更适應熱成型的加工方法。
上(shàng)海東方藝術(shù)中心主體(tǐ)鋼管結構使用橢圓管DP258mm×126mm×12mm，不鏽鋼薄壁橢圓管冷彎成型後，由于存在殘餘應力，在後續加工過程中橢圓端口容易反彈。沈陽東洋異形鋼管廠在生(shēng)産時(shí)采用冷沖壓模解決了端口反彈問題，這就引出了冷彎型鋼朝高(gāo)強度、薄壁化、輕量化方向發展的問題，即熱沖壓成型。國內(nèi)有(yǒu)關企業也在向這個(gè)方向發展。寶鋼型鋼精密冷彎成型RF500生(shēng)産線于2016年底投産，将冷彎型鋼加工成型為(wèi)各種高(gāo)精度複雜結構的截面，實現材料輕量化和(hé)結構輕量化，适應于高(gāo)強鋼、不鏽鋼、鍍層鋼卷為(wèi)原材料進行(xíng)型材加工。
筆者認為(wèi)，冷彎型鋼有(yǒu)多(duō)種規格的方矩形管、橢圓管、複雜的異形斷面，用于其成型設計(jì)的CAD/CAM/CAE技(jì)術(shù)的智能化是一個(gè)重大(dà)課題，應當作(zuò)為(wèi)行(xíng)業“十三五”期間(jiān)的奮鬥目标。
三問：産量下降，無縫鋼管業究竟怎麽了?
無縫鋼管年産量近年來(lái)呈逐步下降趨勢，2016年已經降到了2743萬噸，下降4.15%，無縫鋼管業究竟怎麽了?
從市場(chǎng)需求角度看。一方面，由于國際石油價格的下跌幅度較大(dà)，油田開(kāi)采的增速下降，無縫鋼管的油井管市場(chǎng)萎縮;另一方面，《巴黎協定》的生(shēng)效使得(de)工業企業的環保問題日益嚴峻，從而制(zhì)約煤電(diàn)的發展，導緻鍋爐管用量逐年減少(shǎo);無縫鋼管兩大(dà)市場(chǎng)支柱産品銷路不暢。
從競争産品角度看。随着闆卷材料的質量提高(gāo)和(hé)焊管技(jì)術(shù)的發展，高(gāo)頻直縫焊管(HFW)在鋼結構鋼管的一些(xiē)中高(gāo)端部件中越來(lái)越多(duō)地取代無縫鋼管。例如，焊管已經進入液壓缸筒，超重機吊壁鋼管等市場(chǎng)。
因此，筆者認為(wèi)，無縫鋼管企業要着力發揮自身的産品優勢，如厚壁、批量和(hé)熱成型優勢，産品向個(gè)性化、定制(zhì)化方向發展。
