石油化工行业用钢管的现状及发展
摘要：概要介绍了钢管在石油化工行业的使用情况。分析了目前我国石化工业用钢管存在的主要问题，如没有形成完整的标准体系；高性能钢管需要大量进口；钢管研发进程滞后；生产企业的产品质量及服务意识还有待提高等。重点指出了石油化工行业的发展趋势及其对钢管的需求情况。
关键词：石油化工；钢管；生产问题；需求
中图分类号：T-1；TE65；TG335.7
文献标识码：A
文章编号：1001-2311(2005)06-0007-03
0 前 言
随着国家能源战略的顺利实施，石油化工(以下简称石化)行业作为能源战略的重要组成部分，确保其安全、稳定的运行以及持续、健康的发展，成为当前乃至今后工作的重点。钢管作为石化行业生产建设所需的主要材料，其用途遍及石化工业的每一个角落，无论是石油勘探开发用油套管，还是露阻物料运输的输送管，都是石化行业生产过程中必不可少的重要材料。
1钢管在石化工业的使用现状
1.1油气勘探、开发方面
石化行业源于油气的勘探、开发，油套管是油气勘探、开发的主要物资。
(1)品种及需求数量：品种包括油管、套管、钻杆、输送管等；目前我国年需油套管约140万t，其中油管35万t、套管105万t。
(2)生产标准：主要采用API(ISO)标准、也有部分是采用非API标准生产。其中API的产品占75％，非API的产品占25％。
(3)钢级：主要有J55、N80、T95、P110等。
1.2炼油化工方面
在成品油、化工原料的生产装置中，钢管作为化工物流的输送主件，其作用、地位尤其突出。
(1)品种及需求数量：品种包括炉管、流体输送管、换热器管等。我国炼油化工生产装置的检、维、修以及基本建设中，年需无缝钢管35万t左右，焊接钢管5万t左右，其中炉管1.0～1.5万t、流体输送管28～32万t、换热器管6～8万t。
(2)生产标准：主要采用GB 8163、GB 5310、GB 9948、ASME等标准，其中85％为中国国家标准。
(3)材质：主要有碳钢、不锈钢、Cr-Mo钢。
1.3油气输送方面
随着我国石化工业的发展。长距离油气的输送以管道输送为主，逐步取代传统的铁路运输，特别是西气东输工程的顺利建成，极大地促进了我国管线钢板的生产和制管技术的进步。
(1)品种及需求数量：主要品种有原油输送管线管、天然气输送管线管、成品油输送管线管等；近几年我国长输油气管线年需焊接钢管80～100万t，其中螺旋焊管占80％。
(2)生产标准：以API为主。
(3)钢级：油气输送管线管常用钢级有X46、X52、X56、X60、X65、X70等。
2 我国石化工业用钢管存在的主要问题
2.1没有形成完整的标准体系
目前我国尚未建立统一的压力管道标准，从而造成设计、采购、钢管生产、现场施工难以达成统一的技术协议和验收标准。其表现在：①原油勘探开发及长距离油气输送管线主要以API标准为主；而炼油化工则以GB 8163、GB 5310、GB 6479、GB 9948等标准为主。②由于部分标准难以适应石化需要，因此，国家又相继颁布SH 3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》和SH／T 3096《加工高硫原油重点装置主要设备涉及选材导则》，以及SH／T 3129《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则》等。③目前中外合资项目采取分段承包负责，造成一个大项目中对同一用途钢管采用不同的标准，如对流体输送管就采用了GB、API、ASME几种标准。这些问题无疑增加了钢管制造商和钢管需求单位的成本。
2.2高性能钢管还需大量进口
据统计，我国2005年l~9月进口管材78万t，其中80％用于石油化工行业。进口钢管中大部分是附加值较高的产品，也是我国钢管生产能力不足或不具备生产条件的产品。进口钢管，无论是采购周期还是采购价格均给石化生产建设的顺利进行造成一定的困难。
2.3钢管研发进程明显滞后于石化工业发展速度
近几年，我国在石油勘探开发、炼油深加工、运用化工工艺新技术方面有了长足的进步，特别是超深井、高含硫、高含二氧化碳区块的勘探开发，高硫油的加工等。这些方面均需要高性能钢管，但我们明显感到大部分钢管制造企业的新品研发进程过长过缓，在每年举办的钢管新品交流会上，国产高性能钢管新品种寥寥无几，与国外钢管制造商相比存在较大的差距。部分钢管制造企业新品研发所进行的试验项目和方法有待于进一步完善。
2.4所需规格品种没有一家钢管制造企业能覆盖
尽管我国钢管年产量已连续突破2 000万t，也形成了以天津钢管、攀成钢、上海宝钢等一批主力钢管制造企业，但是，无论是钢管规格品种、材质，还是焊接钢管、无缝钢管都不能覆盖石化行业所需全部产品，并且存在生产大直径钢管的厂家不生产小直径钢管，生产碳钢钢管的厂家不生产或只能少量生产不锈钢管的现象。因此可以说没有一家钢管制造企业能够系统研发石油化工用钢管，我国石化用钢管的研发滞后于国外钢铁企业。
2.5产品质量、服务意识还有待于进一步提高
近几年，我国钢管制造业的技术水平迈人了一个新的发展时期，但随着石化行业对钢管熔炼成分、夹杂物、力学性能以及几何精度要求的不断提高，或者随着近几年部分钢管品种的供不应求，个别钢管制造企业放松了对产品质量的要求。主要表现在：①一些不应发生的质量异议时有发生，如管体表面缺陷多，钢的纯净度不够高，组织性能不均匀不稳定等；②国产普通API油套管实物质量在螺纹精度及紧密距、齿高等方面偏差大，螺纹的公差配合还有待于进一步提高；③部分钢管制造企业的顾客走访制度名存实亡；④焊管存在的如连续式焊接焊缝热处理、焊缝灰斑缺陷、沟状腐蚀等问题有待于尽快解决。
3石化行业的发展对钢管的需求
根据我国能源战略的具体部署，我国石化工业将得到进一步的发展，一是2020年我国原油供应将翻一番达到6亿t；二是将大力发展天然气工业，大幅提高天然气消耗在我国能源消耗中的比例，大力发展气化工业，包括普及燃气汽车，以天然气为原料生产化肥、化工原料等。石油工业的快速发展，为冶金工业特别是管材制造业提供了快速发展的空间。
近几年，我国管材行业投入大量资金新建和改建了许多炼钢设备和轧管机组，为石化行业发展所需的高性能钢管的制造提供了良好的基础条件。根据我国石化工业的发展要求，钢管制造业应从以下几方面加大工作力度：
(1)加快研发高性能油套管产品进程，以满足油气勘探开发的需要。随着我国西北和西南地区油气田的勘探开发以及东部油田增产措施的实施，油套管需求结构将发生明显变化。①抗H2S、CO2腐蚀，高抗挤，特殊气密扣，热采井用油套管等品种用量将大幅增加：②N80以上钢级的油套管用量将大幅增加，由此带来需进行热处理的高钢级油套管量将明显增加；③大直径(φ177.8 mm以上)套管需求量明显增加；④个别品种如高钢级(v—140以上)抗硫套管、镍基油套管、直连型套管等品种也将逐步增加。
(2)加快大直径(φ508 mm以上)厚壁钢管的生产工艺改进和研发进程，以满足石化工业向大型化、基地化、一体化转化的需要。石化技术的进步将推动全球炼油和石化业向大型化、基地化、一体化方向发展，产业集中度将进一步提高。伴随着石化生产装置的大型化，单套装置的生产加工能力大幅提高，石化所需钢管为满足大流量物流的输送，其口径加大的趋势会更加明显。以前石化所需钢管的规格是以φ89～219mm为主，现在是以φ159～406 mm为主。同时为满足高压蒸汽输送的需要还使用了φ610 mm×45～70 mm的钢管。
(3)加快开发高性能油气输送管及低温钢管进程，以满足石化工业基础设施建设的需要。我国能源战略明确指出，要提高天然气在能源消耗结构中的比例，因此，海底管线、液化天然气管线、陆地油气管线的需求量将稳步增长。①海底管线对钢管的内在质量稳定性、可焊性、几何精度、防腐性能等均有较高的要求；②随着我国沿海LNG项目的顺利进行，适合于输送-160℃ LNG的低温钢管的需求量也将逐步增加，尽管我国个别钢管生产企业若干年前生产过9Ni钢钢管，但由于国内板、管、锻、焊不配套等，使得该钢种没有得到较好的推广，目前，广东LNG项目所需的9Ni钢还主要依靠进口；③西气东输工程将带动沿线天然气用量的增加，为此，加大气源的开发已成必然。大部分气井都存在一定量H2S成分，输送这部分气体的管线管必须具备抗H2S腐蚀的性能，且为降低工程造价所选择的钢级以X70为主。
(4)加快研发合金钢管的进程，以满足石化原料来源及产品多元化的需要。深度加工和油化一体化技术已成为世界炼油技术发展的主要方向，清洁燃料以及炼油和石化生产过程向清洁化方向发展是今后石化工业发展的主流。①面对日益短缺的石油资源，我国石化企业采取各种措施尽可能多产油品，以满足日益增长的社会需要，其中一项主要措施就是扩大炼制高硫原油量，因而需改建炼油厂的常减压、蒸馏、催化裂化、延迟焦化、脱硫加氢精制等生产装置，使其能满足新工艺的要求；②由于新的生产工艺所需的生产装置，其温度、压力、耐蚀要求比以往均有不同程度的提高，为防止炉管不同部位出现不同程度的氧化、管内结焦、渗碳和腐蚀，目前所采用的Cr5Mo、TP32l、TP347和部分Cr9Mo，规格为φ168～219 mm×8～12 mm的炉管有待于进一步优化设计，研发新的品种，以最大限度地防止炉管出现损伤；③鉴于目前炼油和化工改建装置多采取引进工艺，因此，装置设计标准中采用ASTM、ASME，A106B、T5、T9以及抗HIC钢管的需求数量将大幅增长。
(5)大力开发不锈钢及双相钢。①油气勘探开发对3Cr、9Cr、13Cr以及超级13Cr的油套管需求量每年将逐步递增；②西气东输工程中已使用双相钢焊接钢管进行输气，海底输气管道使用双相钢的用量也逐步增加；③TP321和TP347炉管已得到人们普遍认可。且随着石化炼油改建项目的进行，其用量将逐步增加，国产的该类钢管产品质量已得到稳步提高；④国产2205、2507无缝钢管和焊接钢管已广泛用于聚合物生产装置；⑤沿海石化项目将逐渐使用双相钢制造的换热器，与海水进行热交换，以节约淡水资源。
(6)大力开发经济型钢管，以保证石化工业不断提高生产竞争能力，满足降本增效的需要。石化工业的发展需投人大量资金，其所需的管材要求特殊，价格昂贵，占工程项目投资比例较大，因此，石化行业呼唤经济型钢管。对特殊场合用材追求个性化服务，全力支持国内钢管制造企业进行高性能钢管研发工作，以使我国早日成为真正的钢管制造强国。
