企業(yè)		新日鐵	JFE	考里茨 （希臘）	曼勒斯曼	世亞（韓國）
質(zhì)量一貫制		實行	實行	無法實行	無法實行	無法實行
煉鋼	鐵水處理	實行	實行	買帶卷	買帶卷	買帶卷
	二次精煉
熱軋	TMCP	實行	實行	買帶卷	買帶卷	買帶卷
制管	焊接控制	PWP#	H1*	溫度控制	H1*	溫度控制
	焊縫熱處理	N、QT	N、QT	N、QT	N	N
OCTG API		~N80-I	不生產(chǎn)	~N80-I	~N80-I	~N80-I
高性能OCTG		生產(chǎn) （T.U.F）	不生產(chǎn)	不生產(chǎn)	不生產(chǎn)	不生產(chǎn)
高強度 高壓潰 高韌性
管線管API		~X80	~X80	~X80	~X80	~X80
管線管	高強度	生產(chǎn)	生產(chǎn)	生產(chǎn)	生產(chǎn)	有條件生產(chǎn)
	耐酸	生產(chǎn)	生產(chǎn)	有條件生產(chǎn)	生產(chǎn)	不生產(chǎn)
	海洋用管	生產(chǎn)	生產(chǎn)	有條件生產(chǎn)	生產(chǎn)	不生產(chǎn)

PWP 好的焊接工藝（Perfect Welding Process）
HI 熱輸出（Heat Input）
    從表上可以看出，代表世界中口徑直縫焊管生產(chǎn)技術(shù)最高水平的廠家中，數(shù)新日鐵、JFE、曼勒斯曼最為突出。尤其是新日鐵，其產(chǎn)品幾乎全面覆蓋了API允許用直縫焊管生產(chǎn)的各類鋼管。而且，還生產(chǎn)比API標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的T.U.F油井管。因此，新日鐵代表了世界ERW焊管生產(chǎn)的最高水平。

    2.2 世界一流中徑直縫焊管機組的技術(shù)特點
    a. 企業(yè)實行一貫質(zhì)量控制。熱軋帶卷 的質(zhì)量的好壞直接決定了鋼管管體的各項性能指標(biāo)。特別是在尖端產(chǎn)品的生產(chǎn)中，質(zhì)量一貫管理是決定性的作用之一。新日鐵之所以能生產(chǎn)各類焊接鋼管的一個重要原因是企業(yè)實行制管所需的“專用合金設(shè)計”，經(jīng)煉鋼廠生產(chǎn)出合格的鋼坯。再經(jīng)由熱軋廠軋制出高尺寸精度、耐酸、高韌性、高壓潰性能的板卷。然后，再使用這些板卷生產(chǎn)高質(zhì)量的管線管及T.U.F油井管。
    JFE川崎制鐵所也是實行質(zhì)量一貫管理的，所以川崎制鐵所的管線管從產(chǎn)品的合金成分設(shè)計到質(zhì)量控制都能為制管生產(chǎn)提供有力的支撐。再加上其制管技術(shù)的開發(fā)，其生產(chǎn)的管線管的質(zhì)量、品種均能滿足用戶要求。
    曼勒斯曼焊管廠的原料板卷來源渠道單一，由蒂森熱軋廠供料。由于長期形成的合作關(guān)系，使其較易從源頭熱軋板卷上控制產(chǎn)品質(zhì)量。因此，其生產(chǎn)狀況與JFE雷同。
    考里茨與世亞則和上述三家焊管廠不同，他們的板卷原料從世界各國購買，原料的差異較大，造成產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，這也是不生產(chǎn)高端產(chǎn)品的原因之一。
    b. 采用銑邊機對板邊進(jìn)行銑切加工。
    板卷的熱軋自然邊經(jīng)過銑邊機加工后，板卷寬度一致，且具有較高的尺寸精度，經(jīng)過銑邊后的板卷，邊部光滑、潔凈，這就大大提高了焊縫的質(zhì)量。
    c. 采用80年代開發(fā)的經(jīng)過90年代改進(jìn)的全排輥成型技術(shù)。
    排輥成型是由輥式成型演變而來的一種新的成型技術(shù)。采用全排輥成型技術(shù)可以防止帶鋼邊緣產(chǎn)生折皺。因為它可以通過沿帶鋼軸線方向邊緣外側(cè)的軋輥群控制邊緣延伸，同時軋輥群由外側(cè)束縛帶鋼邊緣，將邊緣外側(cè)作為壓縮變形形式被吸收。所以這是一種既能保持連續(xù)塑性彎曲，又能防止邊緣延伸和吸收延伸的成型技術(shù)。
    d. 采用高頻感應(yīng)加熱方式對管坯兩邊緣進(jìn)行感應(yīng)加熱。
   

    如圖1-a所示，20世紀(jì)建造的ERW610機組都是采用高頻接觸焊，即利用兩塊接觸片分別與管坯兩邊緣接觸。電流從一個接觸片沿V形回路流向另一個接觸片。因高頻電流產(chǎn)生集膚效應(yīng)和領(lǐng)近效應(yīng)使V形回路，即管坯V形缺口邊緣瞬間被加熱到焊接溫度，同時加熱使金屬分子迅速擴散，金屬產(chǎn)生再結(jié)晶從而焊成鋼管。由于高頻接觸焊的電極是同管坯表面接觸的，因此在管坯前進(jìn)中的跳動及管坯表面的不平整，極易使電極與管坯表面產(chǎn)生電火花，造成管坯表面的燒損或疤痕。此外，由于電極與管坯接觸，電極磨損后的粉末極易帶入焊縫，造成焊縫質(zhì)量不合格。接觸焊的優(yōu)點是熱效率高，電耗要少。
    20世紀(jì)末，高頻感應(yīng)技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。開發(fā)出了大功率的高頻感應(yīng)加熱裝置。因此，在21世紀(jì)初建造的24”ERW機組中，大多選擇了高頻感應(yīng)加熱方式對管坯邊緣加熱。
   

    如圖1-b所示，高頻感應(yīng)焊是將感應(yīng)圈與管坯看成是變壓器的一次圈與二次圈。鋼管從感應(yīng)圈中間通過，當(dāng)感應(yīng)線圈中高頻電流產(chǎn)生高頻磁場，因而在鋼管中產(chǎn)生渦流電流。密集的渦流電流徑管坯邊緣V形回路，由于“極膚效應(yīng)”是兩邊緣產(chǎn)生大量的熱量被加熱到焊接溫度，同時加壓焊合成鋼管。由于在感應(yīng)焊中，感應(yīng)線圈同鋼管無任何接觸，因而避免了接觸焊帶來的各種弊端，提高了焊縫的質(zhì)量及鋼管的表面質(zhì)量。
                 

                        圖1-a接觸焊原理圖       圖1-b感應(yīng)焊原理圖

    e. 采用好的焊接控制技術(shù)。
    新日鐵自行研究開發(fā)的PWP（Perfect Welding Process）焊接控制技術(shù)是當(dāng)今世界上先進(jìn)的焊接控制技術(shù)。目前，除新日鐵之外，其余著名的焊管企業(yè)，均采用高頻焊機生產(chǎn)廠商提供的溫度檢測系統(tǒng)，檢測焊縫區(qū)域的表面溫度，然而反饋到焊機的控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)高頻電流的大小來控制焊縫區(qū)域的溫度。由于在焊管生產(chǎn)中，各類材質(zhì)、壁厚及焊接速度所需的焊接熱量是不同的，而鋼管焊接時，不錯化焊接所需的熱量值的波動范圍又是很窄的。開發(fā)商提供的焊接溫度控制元件僅是從其實驗室中對各常規(guī)鋼種，在設(shè)定的焊接速度下進(jìn)行實驗得出的數(shù)據(jù)，加以歸納分析處理后，做成控制元件提供給客戶。生產(chǎn)廠在實際操作中，操作人要根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況及自己的經(jīng)驗，觀察焊接區(qū)的金屬融溶焊接狀態(tài)，對焊機輸出的熱量進(jìn)行調(diào)整，生產(chǎn)合格的焊接鋼管。
    新日鐵的PWP焊接控制技術(shù)是全面歸納總結(jié)了其幾十年焊管生產(chǎn)經(jīng)驗，根據(jù)各種規(guī)格、焊接速度、壁厚、鋼種所需的焊接熱量，自行開發(fā)的控制元件。使用這一焊接控制系統(tǒng)，整個焊接狀態(tài)總是被控制在焊接不錯值范圍內(nèi)，以達(dá)到不錯焊接質(zhì)量。
    f. 采用帶有快速換輥裝置的URD(Uniform Rigidity Design)設(shè)計的精成型機、擠壓焊接機及定徑機。
    URD（均勻剛性設(shè)計）精成型機、擠壓焊接機及定徑機為閉式框架結(jié)構(gòu)。用寬厚板制成的機架，具有水平與垂直方向均勻一致的剛性。由于是閉式機架，因此在同樣截面積的情況下，其剛性要高于開式立柱形機架。見圖2所示。
                     

                        a. URD機架                 b. 常規(guī)設(shè)計機架
    圖2. URD機架示意圖
    常規(guī)設(shè)計中，其水平方向的剛性一般要小于垂直方向的剛性。而在四輥軋機中，為了保證水平剛性達(dá)到要求，則需增加水平方向機架的橫截面面積，造成機架重量增大，增加了的設(shè)計及制造的難度。
    采用帶有快速換輥裝置的URD機架，由于機架是板式框架結(jié)構(gòu)其快速換輥系統(tǒng)的設(shè)計及配置都比常規(guī)設(shè)計機架容易。
    g. 采用既能對焊縫進(jìn)行正火又能對焊縫進(jìn)行淬火+回火（Q+T）、淬火+正火（Q+N）的雙重中頻焊縫熱處理裝置。
    在生產(chǎn)高鋼級的油氣輸送管及石油套管時，焊縫熱處理技術(shù)至關(guān)重要。為了使焊縫的金相結(jié)構(gòu)及性能與管體一致，并使焊縫具有高韌性，焊縫須經(jīng)Q+T或Q+N方法進(jìn)行熱處理。焊縫雙重?zé)崽幚砉に囅?0年代開發(fā)的新技術(shù)。目前，世界上僅新日鐵、JFE、考里茨及曼勒斯曼等少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的海洋管線管及新日鐵生產(chǎn)的T.U.F油井管，其焊縫熱處理工藝均采用這一技術(shù)。
    圖2所示為焊縫熱處理的示意圖。
    圖2 焊縫熱處理（Q+T）

                    

    3.
    寶鋼ERW610機組
    寶鋼ERW610機組是集成型焊接、精整、管加工、焊接套管全管熱處理于一體的ERW610機組。其產(chǎn)品范圍涵蓋頗廣�？梢陨a(chǎn)從X42~X80鋼級的海上、陸地用管線管；可以生產(chǎn)鋼級直至P110的各類焊接套管；也可以生產(chǎn)各類結(jié)構(gòu)圓管、方矩形管。焊接成型線從SMS-Meer引進(jìn)，而精整、管加工、熱處理線則采用單機國內(nèi)外采購，全線自行設(shè)計總成的方式。
    建設(shè)規(guī)模
    年生產(chǎn)直徑Ф219.1~610mm焊管30萬噸，年加工無縫石油套管3萬噸
    3.1 產(chǎn)品大綱

    注： （1）33萬t/a鋼管包括30萬t/a焊接鋼管和3萬t/a無縫石油套管；直縫焊管生產(chǎn)線、焊管精整生產(chǎn)線年產(chǎn)量為30萬t/a
    （2） 3萬t/a無縫石油套管僅考慮管體加工（包括管端車絲、水壓試驗等）。管體由無縫提供。
    （3） M65、L80、N80-Q、C95、(P110)焊接石油套管管體需進(jìn)行熱處理
    （4） 括號內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為本工程產(chǎn)品參考執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    3.2 寶鋼ERW610機組的技術(shù)特點及其先進(jìn)性
    3.2.1 實行質(zhì)量一貫管理體制
    從鋼種的設(shè)計到原料的冶煉，板卷的軋制及焊管的生產(chǎn)全過程實行跟蹤管理。使產(chǎn)品質(zhì)量從源頭抓起，這在寶鋼也是其先進(jìn)性及優(yōu)越性的具體體現(xiàn)。實行質(zhì)量一貫管理體制，為寶鋼今后開發(fā)各類新產(chǎn)品奠定了良好的物質(zhì)及技術(shù)管理基礎(chǔ)。
    3.3.2 采用帶鋼邊探加全板探技術(shù)
    超聲波帶鋼邊探加全板探，可以實時記錄帶鋼的分層缺陷并進(jìn)行料流跟蹤。對邊探或全板探發(fā)現(xiàn)的缺陷，在出廠前的管端探傷及全管體探傷設(shè)備上進(jìn)行復(fù)檢并作出最終的判斷。滿足了海洋用管線管等高品質(zhì)用戶的采購技術(shù)要求。新日鐵及JFE均采用帶鋼邊部超聲探傷加全管體探傷方式。
    3.3.3 采用銑邊機對帶鋼邊緣進(jìn)行銑削加工
    90年代之前制造的焊管機組，都是采用刨邊機對帶鋼邊緣進(jìn)行加工。進(jìn)入90年代之后，對高鋼級焊管要求也越來越高，刨邊機加工的板邊邊緣已不能滿足焊接發(fā)展的要求。因此新建的企業(yè)都采用銑邊機，而采用刨邊機的生產(chǎn)廠如新日鐵、JFE、，曼勒斯曼都進(jìn)行了技術(shù)改造，采用銑邊機代替刨邊機。
    3.3.4 采用了新型排輥技術(shù)及帶有快速換輥裝置的精成型機、擠壓機、定徑機。
    排輥成型法出現(xiàn)在80年代。經(jīng)過了近20年的應(yīng)用后，90年代末米爾總結(jié)了世界各國排輥成型設(shè)備所存在的問題，對設(shè)備的強度、剛度及成型方式進(jìn)行了較大改進(jìn)，推出了米爾的排輥成型設(shè)備。希臘考里茨廠使用后實績很好。他們又根據(jù)考里茨廠實際使用狀況，對排輥成型區(qū)設(shè)備再作改進(jìn)，提供給寶鋼。新型排輥成型增強了設(shè)備強度、剛度及改進(jìn)了成型方式，以保證在生產(chǎn)薄壁鋼管及高鋼級厚壁鋼管時獲得良好的產(chǎn)品質(zhì)量。
    均衡剛性設(shè)計的精成型機、擠壓焊接機、定徑機為米爾的專利產(chǎn)品，是世界上先進(jìn)的精成型段設(shè)備。其強度、剛度、快速換輥及調(diào)整性能均優(yōu)越于其它同類產(chǎn)品。在2004年米爾根據(jù)此類設(shè)備的使用狀況又作了較大改進(jìn)，在精成型機各機架之間再加入一段小型排輥，以保證在生產(chǎn)薄壁鋼管時的產(chǎn)品質(zhì)量。
    3.3.5 采用大功率高頻感應(yīng)焊
    大功率高頻感應(yīng)焊系90年代未開發(fā)的技術(shù)。在此之前24”ERW機組均采用高頻接觸焊。進(jìn)入90年代后，海洋石油公司對海洋專用油氣管的要求越來越高，對接觸焊所引起的電火花燒痕，接觸塊的擦傷都有嚴(yán)格的規(guī)定。因此，在90年代中期以后建設(shè)的焊管廠都在尋求大功率高頻感應(yīng)焊接技術(shù)。20世紀(jì)末考里茨廠在24”ERW機組中首先采用了1800KW高頻感應(yīng)焊技術(shù)，并在世界上取得了良好的聲譽。在此之前，1986年建設(shè)的新日鐵名古屋16”ERW機組，首先在同類機組中使用了高頻感應(yīng)焊（功率為1000KW），并用此焊接設(shè)備生產(chǎn)TUF油井管。由此可見，在生產(chǎn)各類高端產(chǎn)品中高頻接觸焊將逐漸被高頻感應(yīng)焊所取代。
    寶鋼ERW610機組吸取了世界同類機組的發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)前世界先進(jìn)的高頻感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展采用了高頻感應(yīng)焊接技術(shù)。這是世界上第3套采用高頻感應(yīng)焊技術(shù)的ERW610機組。寶鋼采用的高頻感應(yīng)焊設(shè)備，功率為1800KW，可生產(chǎn)壁厚達(dá)20mm的中徑管。
    3.3.6 采用焊縫雙重?zé)崽幚硌b置，既可對焊縫實行正火（N）又可對焊縫實行淬火+正火（Q+N）及淬火+回火（Q+T）。寶鋼采用的雙熱處理裝置，其中頻感應(yīng)裝置每臺功率為2400 KW。第一套加熱裝置對焊縫進(jìn)行加熱至淬火溫度。在2臺加熱裝置之間的快速水冷區(qū)，噴注乳化液對焊縫進(jìn)行快速冷卻，然后在第二套加熱裝置中再進(jìn)行加熱以達(dá)到回火或正火目的。
    3.3.7 采用計算機技術(shù)實行料流跟蹤對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行逐根跟蹤。目前在世額上采用此類技術(shù)僅新日鐵及JFE。
    3.8.8 按照API標(biāo)準(zhǔn)及DNV海洋管線管標(biāo)準(zhǔn)，配置各類無損探傷設(shè)備及力學(xué)性能檢化驗設(shè)備。
    4. 寶鋼ERW610機組產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)的幾個重點
    寶鋼ERW610機組采用了諸多世界上先進(jìn)的工藝設(shè)備，為焊管產(chǎn)品開發(fā)、工藝技術(shù)的研究與進(jìn)步創(chuàng)造了良好的硬件條件。寶鋼正集中科研力量開發(fā)專有的生產(chǎn)技術(shù)及專利，生產(chǎn)出目前世界上僅有個別企業(yè)能生產(chǎn)的產(chǎn)品，來取得強勢的市場競爭地位。根據(jù)當(dāng)前世界焊管工業(yè)的發(fā)展，目前正在研究的技術(shù)有：
    4.1 好的焊接工藝技術(shù)（Perfect Welding Process）
    焊接工藝技術(shù)是直接影響焊管質(zhì)量的核心技術(shù)之一，世界上少數(shù)幾家先進(jìn)的焊管企業(yè)是不會轉(zhuǎn)讓這些核心技術(shù)的。要在焊管方面取得突破性進(jìn)展必須要開發(fā)自己的焊接工藝技術(shù)。這一技術(shù)開發(fā)成功，將為寶鋼生產(chǎn)高級套管及高鋼級管線管奠定重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
    4.2 焊縫熱處理技術(shù)
    焊管廠生產(chǎn)高質(zhì)量焊管關(guān)鍵點一是鋼管的形狀及尺寸精度，二是焊縫的質(zhì)量。焊縫的質(zhì)量一靠焊接技術(shù)，二靠焊縫熱處理技術(shù)。因此，焊縫熱處理技術(shù)是影響焊管質(zhì)量的核心技術(shù)之二。
當(dāng)今世界上幾個先進(jìn)的焊管生產(chǎn)企業(yè)，在焊縫熱處理的設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)方面的投入是很大的。新日鐵及JFE開發(fā)了生產(chǎn)管線管的專有焊縫熱處理技術(shù)——焊縫TMCP熱處理技術(shù)；新日鐵開發(fā)了T.U.F油井管的專有熱處理技術(shù)——焊縫Q+T熱處理及焊縫Q+N熱處理技術(shù)。這些先進(jìn)的焊管企業(yè)，開發(fā)專有的焊縫熱處理技術(shù)的目的是為了使焊縫的金相結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能與母材的金相結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能一致。實現(xiàn)了俗稱的焊接鋼管“無縫化”。
    寶鋼ERW610機組采用了當(dāng)前世界上技術(shù)先進(jìn)，裝機容量最大的雙重?zé)崽幚碓O(shè)備。投產(chǎn)以后，就有條件進(jìn)行科研及技術(shù)開發(fā)，研究開發(fā)出適合各種規(guī)格鋼種的專有焊縫熱處理技術(shù)，滿足各類高端產(chǎn)品的需要。
    4.3 采用FEM技術(shù)（有限元模擬解析技術(shù)），開展直線成型區(qū)、精成型區(qū)的彈塑性變形及軋制力能參數(shù)研究，建立寶鋼專有的ERW610機組成型工藝。
    4.4 開發(fā)T.U.F油田用套管。T.U.F套管的開發(fā)是從鋼種的設(shè)計到冶煉、熱軋板卷生產(chǎn)、鋼管成型、焊接及焊縫熱處理一體化的研究項目。T.U.F套管的開發(fā)成功，將使寶鋼ERW機組成為世界超一流的焊管機組。該項技術(shù)無疑將成為寶鋼集團的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。
    4.5 與軋輥生產(chǎn)企業(yè)合作開展軋輥國產(chǎn)化科研工作。
    ERW機組的軋輥數(shù)量極多，其品種規(guī)格也頗雜，整個輥子的配置量約為ERW成型焊接線設(shè)備總重量的三分之一左右。這些軋輥中，有一大部分輥子目前國內(nèi)尚不能生產(chǎn)，需大量引進(jìn)。因此，從降低生產(chǎn)成本方面來考慮，與國內(nèi)軋輥生產(chǎn)企業(yè)合作，開發(fā)出適合生產(chǎn)需要的軋輥也是一件重要的科研工作。
    5. 結(jié)論
    寶鋼ERW610機組裝備是世界一流的，但是生產(chǎn)經(jīng)驗及技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平還需要一個過程。世界先進(jìn)的焊管企業(yè)已有50年以上的技術(shù)、經(jīng)驗積淀，是寶鋼學(xué)習(xí)的榜樣。寶鋼ERW焊管投產(chǎn)后，正利用自己的優(yōu)勢，通過一貫管理體制，組織自己的研發(fā)人員，順應(yīng)世界焊管技術(shù)發(fā)展的方向，積極開展科學(xué)研究工作，將寶鋼ERW610機組打造成為世界超一流的焊管機組，滿足更高端用戶的要求。