鞍钢无缝不锈钢管厂建厂近30年间,已由开工时的4个生产工段发展到五个车间,产品钢种由原来的36个发展到254个,规格达到1.72万个,品种达到上万个,新产品试制研发达630余项,国家重点科研项目12项。
改革开放以后,鞍钢无缝不锈钢管厂开发生产出众多产品,建立更加齐全的产品体系结构,受国民经济快速增长的拉动,产量继续高速增长,技术经济指标进一步改善,企业效益明显上升;加快技术改造步伐,结构调整取得成效,市场需求态势和行业竞争实力明显增强。
一、适应市场需求,创新、改进、优化生产工艺
鞍钢无缝不锈钢管厂依靠自己的力量,发挥工程技术人员的积极性和创造性,立足现有设备装备,不断地创新、改进、优化生产工艺,保证了产品规格的不断扩大、产品质量的不断提高,主动适应了市场对无缝钢管的新的更高的要求。在创新、改进、优化生产工艺方面取得重要成果20余项:自主设计张力减径工艺,有效开拓极薄壁管市场;自主设计“脱管机代定径”工艺,有效提高了轧机生产范围;自主设计特厚壁管轧制工艺,开发生产PCrNi3MoVA ф164mmx27mm特厚壁高附加值军工用炮管;自主改进ф160mm系列脱管孔型,在提高壁厚小于5mm的薄壁管质量的同时,大幅减少中系列脱管机架消耗量;自主开发ф152mm MPM系列孔型,改善钢管壁厚精度,提高芯棒利用率、降低芯棒消耗;自主优化产品设计,降低原料成本,钢管的力学性能、合格率都明显提升;开发负宽展孔型系列,减轻壁厚“内六方”倾向,我厂ф159mm机组和ф177mm机组在生产过程中,小直径厚壁管在定径过程中易产生“内六方”现象,为解决此问题,无缝钢管厂通过优化孔型设计,优化后负宽展厚壁孔型所轧管外径及壁厚精度均达到较高水平,减轻了壁厚“内六方”倾向,肉眼观看厚壁管无明显“内六方”。
二、加大自主研发和科技攻关力度,不断优化品种结构,进一步提升企业盈利能力
改革开放之初,鞍钢无缝不锈钢管厂只能生产J55等低钢级石油管。到了2010年以后,无缝钢管厂从战略高度出发,深刻认识和全力推进新产品研发工作,自力更生,不等不靠,不断加大新产品研发力度,使高端新产品研发不断取得新突破,新产品研发成绩斐然。成功开发出N801钢级石油管,代替进口,解决了油田的燃眉之急,并节约了大量的国家外汇。尤其近10年以来,新产品开发明显加快。2008-2017年开发新品种70余种,累计生产75255t。
1. 油井管的研发:
①. 非API耐H2S腐蚀AG80S油井管的研究开发。2010年,鞍钢技术中心成立非API耐腐蚀油井管课题小组,以鞍钢重大科研课题-耐硫化氢腐蚀油井管开发为技术支撑,研究开发AG80S-AG110S系列耐硫化氢腐蚀油井管,并取得小批量试制成功。
2014年1月,无缝钢管厂产品研发室、销售室人员与用户洽谈《AG80S平端套管及接箍坯料供货技术协议》,拿到国内某油田单项工程的50%订单,实现订货。2018年鞍钢无缝厂开发的抗H2S腐蚀油管产品在油田得到广泛应用,得到良好效果。
该产品的成功供货,标志着鞍钢无缝管产品档次又上了一个大台阶,其制管、热处理、探伤及检验等多个环节的控制能力水平大幅提升,整个制造和质量控制水平显著提高。为试制供货更高级别无缝管产品打下坚实基础。
②. 13Cr系列耐腐蚀油井管的研究开发。目前,国内各大油田主要采用13Cr材料的油套管以确保油气井的安全。此管年需求量在3万吨左右,依靠进口居多。国内生产13Cr系列产品只有宝钢、天管等少数企业。开发13Cr系列产品不但可以替代进口还可以打破国内外少数企业对此类产品的垄断,同时可大大提升我厂高性能抗腐蚀油套管的研发、生产和使用水平,提升产品档次和企业地位。2012年9月,专门成立课题组,致力13Cr系列产品的研究开发工作,尽快占领国内市场,增强市场竞争力。经过长期的生产摸索,成功开发13Cr耐腐蚀油井管,各项性能指标和耐腐蚀检验符合标准要求。
③. 非API耐热热采AG110H油井管的研究开发。2012年3月,无缝钢管厂销售服务人员在走访用户,用户提出钢级需达到110级别热采管要求。
鞍钢石油管EVI团队根据用户对高钢级耐热热采管的最新需求,当下承诺以最短的时间实施研发,满足用户所急,快速反应成立了耐热热采油井管开发课题组,实现了AG110H耐热热采管的试验性供货,各项性能指标合格,经过下井实验,得到用户认可,为鞍钢无缝管进军耐热热采油井管市场抢占了先机。2013年与用户签订了耐热热采管开发EVI合作协议,形成互相锁定机制,并追加订货达千吨以上,为鞍钢减亏增效做出贡献。
④. 成功开发J55隔热石油管产品。隔热管是注蒸汽稠油热采的重要井筒隔热工具。随着稠油油田开发的迅猛增加,井筒隔热技术越来越受到重视。针对现在油气田的恶劣环境,以及稠油热采的复杂作业环境,鞍钢已经研发出AG110H钢级隔热油套管,但对于浅稠油井开发成本较高。为此,客户提出开发J55钢级隔热油套管,以满足现在油田新设计井型的需求。
与API标准中的常规J55油套管所不同的是:新材料要求满足高温使用的要求(隔热管需注入300℃以下过热蒸汽),由于隔热管需用焊接方法连接,还必须保证材料有良好的焊接性能,现有的J55钢级油套管不能满足以上要求。
根据客户的需求,无缝钢管厂技术人员通过理论和现场生产实际,适当调整钢种的化学成分;通过理论和现场生产数据,确定出J55隔热石油管生产关键工艺参数,开发出了满足高温使用要求的新材料,初次供货得到用户的肯定。现已形成稳定的生产工艺,产品成功推广到胜利油田和辽河油田。
2. 酸性服役条件管线管LA50QS/X65QS的研究开发
近几年酸性服役条件管线管的询单逐年增多,根据市场需求,2013年7月无缝厂开始投入对酸性服役条件管线管的研究开发。普通的无缝管线管在化学成分和生产工艺方面未重点考虑抗HIC性能方面的要求,存在钢中S含量较高、带状组织严重等问题,因而不能满足安全输送含有H2S等腐蚀性介质的石油、天然气的要求。
技术人员参考相关资料,从合金元素筛选与配比、钢质洁净度控制、工艺优化与参数选择、组织优化等几个方面进行了大量而系统的试验研究,最终确定了可满足X65QS的合金元素配比及制造工艺。
2014年2月实现小批量工业试验,力学性能、抗HIC性能和SSC试验均符合相关标准要求。
3. 成功开发AGQ770E起重机臂架用无缝钢管
近年来随着经济的高速发展,履带式起重机在桥梁施工、石油化工、风力发电、核电、水利水电等行业应用广泛。国内起重机行业也兴起了履带起重机开发热潮。
自2013年11月以来,在集团公司的大力支持下,鞍钢无缝钢管厂和炼钢厂共同设计开发AG770E钢种,为保证钢的强度、提高淬透性,新设计的AGQ770E添加了合金元素。使得AGQ770E起重机臂架用无缝钢管现场试生产一次成功,各项性能指标全部达到用户要求。并将样管送至某挖掘机厂做焊接评定试验,评定结果全部合格。某挖掘机厂对AGQ770E起重机臂架用无缝钢管的认可具有重要意义,是鞍钢AGQ770E起重机臂架用无缝钢管打入起重机市场的敲门砖,为鞍钢无缝钢管厂起重机臂架用管走向更广阔的市场奠定了基础。
4. 成功开发油缸用无缝钢管产品
随着液压机械的广泛应用,油缸用管材市场的需求量在逐年增加,通过市场调查,我们了解到目前某省市场对于油缸管需求量很大。但一直以来,没有相应的油缸管技术规范,用户一直按照GB/T8162-2008或GB/T 8163-2008进行订货,加之信息沟通不对称,生产厂对此钢管也没有特殊控制。用户基本采用冷拔生产工艺对热轧油缸管再次进行加工,产品质量不能很好地适应用户的需求,用户存在抱怨。
2013年11月无缝钢管厂销售人员及产品开发人员对产品市场进行调查,详细了解了该产品的加工工艺和用户需求。针对油缸管特殊的冷拔工艺对钢管产品质量要求,签订油缸管技术协议。目前此产品已得到用户的广泛认可,2014年用户逐渐扩大订货量,钢种有20、Q345B及25Mn。
5. 成功开发高压气瓶管
鞍钢气瓶管产品比较单一,以37Mn低端碳钢气瓶管为主,对产品抗市场冲击能力很不利。针对这个情况,鞍钢相关单位和部门加大了高压气瓶管的产品开发和市场推广力度,专门成立了“34CrMo4气瓶管产品开发”项目组,着手开发高附加值高压气瓶管。
2013年11月,鞍钢无缝不锈钢管厂走访用户,了解用户对于气瓶钢的需求及质量要求,并就34CrM04高压气瓶管新产品研发进行了交流。该用户年需求34CrMo4气瓶管约4500t,其产品85%出口到欧洲。通过此次走访,看到该用户正在积极扩大生产规模,项目投资上亿,我们深切地感受到气瓶行业蓬勃发展的未来,这为鞍钢高压气瓶管的产品研发和生产带来无限商机和动力。经过双方的深入交流,了解到34CrMo4气瓶管要求钢管的钢质纯净、壁厚极差小、表面质量好。钢质纯净、表面质量好是鞍钢的优势,目前,通过研发后的高压气瓶管各项性能均达到用户满意,此产品大量推向市场。
6. 成功开发55MnM、65Mn、NM600等系列耐磨用无缝钢管
耐磨管广泛应用于采矿、建筑、石油化工等行业,要求具有高强度,同时要求其具有极高的耐磨性。目前鞍钢无缝生产45Mn2、55MnM两种牌号的耐磨管,由于竞争的加剧,用户提出开发一种低成本、高耐磨产品,以提升市场竞争力。65Mn钢为高碳-锰钢,淬透性好、淬硬性高、脆性高,具有良好的硬度与耐磨性。
2014年4月8日65Mn耐磨管在ф159mm机组轧制成功,成为无缝厂调品工作众多成果中的一个实例。65Mn耐磨管在轧制过程中要克服碳含量高、温降快等钢质本身带来的困难,与低碳钢相比此钢种会大幅度增加轧机的负荷,再加上温降速度快,进一步加大了生产过程中的风险系数。经研发后产品性能完全达到用户要求。
2015年为适应高耐磨区域对耐磨管的需求,开发出NM600、NM600-1耐磨产品。
7. 石油钻杆与非开挖钻杆产品的开发与应用
鞍钢生产钻杆产品由来已久,在两条连轧管生产线投产后,为适应市场需求,鞍钢先后开发出适应市场需求的E75、X95、26CrMo4(G105)、27CrMo44(S135)、AG105Z、AG135Z等系列石油钻杆产品。
同时鞍钢为适应节能、环保形势及旋挖市场需求,适时开发出市场需要的27SiMn-1、27SiMnQ、28SiMnCr、26CrMo、28CrMoB、40CrMnMo、20CrNiMo、40CrNiMo、AGQ125、AGS135、4130、4140等系列非开挖钻杆料及接箍产品,2017年和2018年抗腐蚀油井管实现批量订货。
三、完善质量管理和保证体系,产品品质持续改进和提高
鞍钢无缝不锈钢管厂1997年通过ISO9002质量管理体系认证;1998年,通过美国石油协会API认证;2001年,通过ISO14001环境体系认证;2002年,通过GB/T 28001职业健康安全管理体系认证,2006年通过特种设备制造生产许可认证;2007年通过GJB9001军工产品管理体系认证;2012年通过能源管理体系和安全标准化管理体系认证。已经形成一整套完善的职业健康、环境保护、安全管理、能源管理、产品质量、国军标产品保证体系。2017年通过四国船级社认证;中石油一级供应商认证等;2016年和2017年,我厂分别生产的45Mn2M耐磨管、20号油缸管通过了中国钢铁协会“金杯奖”审核。
四、全面强化品种质量管理,为高质量发展提供品质保障
随着机组的不断改造和升级,已由自动轧管机组升级到PQF连轧机组,产品精度不断提高,外径公差由±0.8%D提高到±0.6%D,壁厚公差由±12.5%S提高到±10%S,综合成材率呈逐年上升趋势。
提高不锈钢管表面质量,以往自动轧管机组采用盐润的方式进行内表面润滑,容易产生内直道缺陷,目前三机架连轧机组采用高压水除鳞、毛管用氮气喷吹硼砂、芯棒喷涂石墨润滑剂等方式大大改善了内表面质量,内直道缺陷由以往的10%,降低到5%以内。
提高钢质水平,炼钢以往从最初的单一进行钢水循环脱气逐步发展为满足深脱碳、脱气、化学升温、净化钢水、合金化调整等多功能的真空精炼装置,可以稳定生产成品碳含量小于20x10-4%的超低碳钢,实现炼钢、精炼、连铸全流程稳定冶炼操作,通过强化生产工艺管控,深化技术质量管理,钢质质量实现稳中有进,目前无缝钢管P≤0.0S≤0.00≤0.003%,钢中各类夹杂物级别普遍能够控制在2级以下。≤0.015%,
提高不锈钢管性能,通过机组改造和热处理线投入,屈服强度指标由552MPa提升到1100MPa高强度油套管产品。
在质量管理方面,鞍钢无缝不锈钢管厂坚持市场导向,关注客户体验,树立精品意识,提升产品品质。要拿出更好的产品服务于我国从制造业大国向制造业强国转变的需要。制定并全面落实中长期质量提升规划,持续推进以降低质量异议率为主要目标的质量攻关项目,深入开展重点质量管理活动。加强过程管控,加大对影响产品质量关键重点工艺设备的投入力度。加强品种结构调整,提升高附加值产品生产比例和市场占有率。坚持把客户和市场作为工作的出发点和落脚点,积极应变,主动求变,引入以QCDDS为核心的服务评价体系,全面改善产品质量。
五、不断完善产品标准体系,促进钢管质量提升
鞍钢无缝不锈钢管厂已建立了一套完整的管坯标准、基础(通用)标准和钢管产品标准,具备较为完善的钢管标准体系,并承担国家标准的起草和编制。截止2018年,鞍钢无缝不锈钢管厂负责修订的钢管国家标准6项,国家军用标准6项等。围绕品种结构调整和质量提升,近年来,新制修订了一批锅炉、地质、结构、流体、耐磨、高压化肥等用途的钢管国家标准及炮弹用管、火炮零件用管、航天用超高强、薄壁火炮用管、火箭筒用管、航空用结构用管的国家军工标准的修订。