鞍鋼無縫不銹鋼管廠建廠近30年間,已由開工時的4個生產工段發展到五個車間,產品鋼種由原來的36個發展到254個,規格達到1.72萬個,品種達到上萬個,新產品試制研發達630余項,國家重點科研項目12項。
改革開放以后,鞍鋼無縫不銹鋼管廠開發生產出眾多產品,建立更加齊全的產品體系結構,受國民經濟快速增長的拉動,產量繼續高速增長,技術經濟指標進一步改善,企業效益明顯上升;加快技術改造步伐,結構調整取得成效,市場需求態勢和行業競爭實力明顯增強。
一、適應市場需求,創新、改進、優化生產工藝
鞍鋼無縫不銹鋼管廠依靠自己的力量,發揮工程技術人員的積極性和創造性,立足現有設備裝備,不斷地創新、改進、優化生產工藝,保證了產品規格的不斷擴大、產品質量的不斷提高,主動適應了市場對無縫鋼管的新的更高的要求。在創新、改進、優化生產工藝方面取得重要成果20余項:自主設計張力減徑工藝,有效開拓極薄壁管市場;自主設計“脫管機代定徑”工藝,有效提高了軋機生產范圍;自主設計特厚壁管軋制工藝,開發生產PCrNi3MoVA ф164mmx27mm特厚壁高附加值軍工用炮管;自主改進ф160mm系列脫管孔型,在提高壁厚小于5mm的薄壁管質量的同時,大幅減少中系列脫管機架消耗量;自主開發ф152mm MPM系列孔型,改善鋼管壁厚精度,提高芯棒利用率、降低芯棒消耗;自主優化產品設計,降低原料成本,鋼管的力學性能、合格率都明顯提升;開發負寬展孔型系列,減輕壁厚“內六方”傾向,我廠ф159mm機組和ф177mm機組在生產過程中,小直徑厚壁管在定徑過程中易產生“內六方”現象,為解決此問題,無縫鋼管廠通過優化孔型設計,優化后負寬展厚壁孔型所軋管外徑及壁厚精度均達到較高水平,減輕了壁厚“內六方”傾向,肉眼觀看厚壁管無明顯“內六方”。
二、加大自主研發和科技攻關力度,不斷優化品種結構,進一步提升企業盈利能力
改革開放之初,鞍鋼無縫不銹鋼管廠只能生產J55等低鋼級石油管。到了2010年以后,無縫鋼管廠從戰略高度出發,深刻認識和全力推進新產品研發工作,自力更生,不等不靠,不斷加大新產品研發力度,使高端新產品研發不斷取得新突破,新產品研發成績斐然。成功開發出N801鋼級石油管,代替進口,解決了油田的燃眉之急,并節約了大量的國家外匯。尤其近10年以來,新產品開發明顯加快。2008-2017年開發新品種70余種,累計生產75255t。
1. 油井管的研發:
①. 非API耐H2S腐蝕AG80S油井管的研究開發。2010年,鞍鋼技術中心成立非API耐腐蝕油井管課題小組,以鞍鋼重大科研課題-耐硫化氫腐蝕油井管開發為技術支撐,研究開發AG80S-AG110S系列耐硫化氫腐蝕油井管,并取得小批量試制成功。
2014年1月,無縫鋼管廠產品研發室、銷售室人員與用戶洽談《AG80S平端套管及接箍坯料供貨技術協議》,拿到國內某油田單項工程的50%訂單,實現訂貨。2018年鞍鋼無縫廠開發的抗H2S腐蝕油管產品在油田得到廣泛應用,得到良好效果。
該產品的成功供貨,標志著鞍鋼無縫管產品檔次又上了一個大臺階,其制管、熱處理、探傷及檢驗等多個環節的控制能力水平大幅提升,整個制造和質量控制水平顯著提高。為試制供貨更高級別無縫管產品打下堅實基礎。
②. 13Cr系列耐腐蝕油井管的研究開發。目前,國內各大油田主要采用13Cr材料的油套管以確保油氣井的安全。此管年需求量在3萬噸左右,依靠進口居多。國內生產13Cr系列產品只有寶鋼、天管等少數企業。開發13Cr系列產品不但可以替代進口還可以打破國內外少數企業對此類產品的壟斷,同時可大大提升我廠高性能抗腐蝕油套管的研發、生產和使用水平,提升產品檔次和企業地位。2012年9月,專門成立課題組,致力13Cr系列產品的研究開發工作,盡快占領國內市場,增強市場競爭力。經過長期的生產摸索,成功開發13Cr耐腐蝕油井管,各項性能指標和耐腐蝕檢驗符合標準要求。
③. 非API耐熱熱采AG110H油井管的研究開發。2012年3月,無縫鋼管廠銷售服務人員在走訪用戶,用戶提出鋼級需達到110級別熱采管要求。
鞍鋼石油管EVI團隊根據用戶對高鋼級耐熱熱采管的最新需求,當下承諾以最短的時間實施研發,滿足用戶所急,快速反應成立了耐熱熱采油井管開發課題組,實現了AG110H耐熱熱采管的試驗性供貨,各項性能指標合格,經過下井實驗,得到用戶認可,為鞍鋼無縫管進軍耐熱熱采油井管市場搶占了先機。2013年與用戶簽訂了耐熱熱采管開發EVI合作協議,形成互相鎖定機制,并追加訂貨達千噸以上,為鞍鋼減虧增效做出貢獻。
④. 成功開發J55隔熱石油管產品。隔熱管是注蒸汽稠油熱采的重要井筒隔熱工具。隨著稠油油田開發的迅猛增加,井筒隔熱技術越來越受到重視。針對現在油氣田的惡劣環境,以及稠油熱采的復雜作業環境,鞍鋼已經研發出AG110H鋼級隔熱油套管,但對于淺稠油井開發成本較高。為此,客戶提出開發J55鋼級隔熱油套管,以滿足現在油田新設計井型的需求。
與API標準中的常規J55油套管所不同的是:新材料要求滿足高溫使用的要求(隔熱管需注入300℃以下過熱蒸汽),由于隔熱管需用焊接方法連接,還必須保證材料有良好的焊接性能,現有的J55鋼級油套管不能滿足以上要求。
根據客戶的需求,無縫鋼管廠技術人員通過理論和現場生產實際,適當調整鋼種的化學成分;通過理論和現場生產數據,確定出J55隔熱石油管生產關鍵工藝參數,開發出了滿足高溫使用要求的新材料,初次供貨得到用戶的肯定。現已形成穩定的生產工藝,產品成功推廣到勝利油田和遼河油田。
2. 酸性服役條件管線管LA50QS/X65QS的研究開發
近幾年酸性服役條件管線管的詢單逐年增多,根據市場需求,2013年7月無縫廠開始投入對酸性服役條件管線管的研究開發。普通的無縫管線管在化學成分和生產工藝方面未重點考慮抗HIC性能方面的要求,存在鋼中S含量較高、帶狀組織嚴重等問題,因而不能滿足安全輸送含有H2S等腐蝕性介質的石油、天然氣的要求。
技術人員參考相關資料,從合金元素篩選與配比、鋼質潔凈度控制、工藝優化與參數選擇、組織優化等幾個方面進行了大量而系統的試驗研究,最終確定了可滿足X65QS的合金元素配比及制造工藝。
2014年2月實現小批量工業試驗,力學性能、抗HIC性能和SSC試驗均符合相關標準要求。
3. 成功開發AGQ770E起重機臂架用無縫鋼管
近年來隨著經濟的高速發展,履帶式起重機在橋梁施工、石油化工、風力發電、核電、水利水電等行業應用廣泛。國內起重機行業也興起了履帶起重機開發熱潮。
自2013年11月以來,在集團公司的大力支持下,鞍鋼無縫鋼管廠和煉鋼廠共同設計開發AG770E鋼種,為保證鋼的強度、提高淬透性,新設計的AGQ770E添加了合金元素。使得AGQ770E起重機臂架用無縫鋼管現場試生產一次成功,各項性能指標全部達到用戶要求。并將樣管送至某挖掘機廠做焊接評定試驗,評定結果全部合格。某挖掘機廠對AGQ770E起重機臂架用無縫鋼管的認可具有重要意義,是鞍鋼AGQ770E起重機臂架用無縫鋼管打入起重機市場的敲門磚,為鞍鋼無縫鋼管廠起重機臂架用管走向更廣闊的市場奠定了基礎。
4. 成功開發油缸用無縫鋼管產品
隨著液壓機械的廣泛應用,油缸用管材市場的需求量在逐年增加,通過市場調查,我們了解到目前某省市場對于油缸管需求量很大。但一直以來,沒有相應的油缸管技術規范,用戶一直按照GB/T8162-2008或GB/T 8163-2008進行訂貨,加之信息溝通不對稱,生產廠對此鋼管也沒有特殊控制。用戶基本采用冷拔生產工藝對熱軋油缸管再次進行加工,產品質量不能很好地適應用戶的需求,用戶存在抱怨。
2013年11月無縫鋼管廠銷售人員及產品開發人員對產品市場進行調查,詳細了解了該產品的加工工藝和用戶需求。針對油缸管特殊的冷拔工藝對鋼管產品質量要求,簽訂油缸管技術協議。目前此產品已得到用戶的廣泛認可,2014年用戶逐漸擴大訂貨量,鋼種有20、Q345B及25Mn。
5. 成功開發高壓氣瓶管
鞍鋼氣瓶管產品比較單一,以37Mn低端碳鋼氣瓶管為主,對產品抗市場沖擊能力很不利。針對這個情況,鞍鋼相關單位和部門加大了高壓氣瓶管的產品開發和市場推廣力度,專門成立了“34CrMo4氣瓶管產品開發”項目組,著手開發高附加值高壓氣瓶管。
2013年11月,鞍鋼無縫不銹鋼管廠走訪用戶,了解用戶對于氣瓶鋼的需求及質量要求,并就34CrM04高壓氣瓶管新產品研發進行了交流。該用戶年需求34CrMo4氣瓶管約4500t,其產品85%出口到歐洲。通過此次走訪,看到該用戶正在積極擴大生產規模,項目投資上億,我們深切地感受到氣瓶行業蓬勃發展的未來,這為鞍鋼高壓氣瓶管的產品研發和生產帶來無限商機和動力。經過雙方的深入交流,了解到34CrMo4氣瓶管要求鋼管的鋼質純凈、壁厚極差小、表面質量好。鋼質純凈、表面質量好是鞍鋼的優勢,目前,通過研發后的高壓氣瓶管各項性能均達到用戶滿意,此產品大量推向市場。
6. 成功開發55MnM、65Mn、NM600等系列耐磨用無縫鋼管
耐磨管廣泛應用于采礦、建筑、石油化工等行業,要求具有高強度,同時要求其具有極高的耐磨性。目前鞍鋼無縫生產45Mn2、55MnM兩種牌號的耐磨管,由于競爭的加劇,用戶提出開發一種低成本、高耐磨產品,以提升市場競爭力。65Mn鋼為高碳-錳鋼,淬透性好、淬硬性高、脆性高,具有良好的硬度與耐磨性。
2014年4月8日65Mn耐磨管在ф159mm機組軋制成功,成為無縫廠調品工作眾多成果中的一個實例。65Mn耐磨管在軋制過程中要克服碳含量高、溫降快等鋼質本身帶來的困難,與低碳鋼相比此鋼種會大幅度增加軋機的負荷,再加上溫降速度快,進一步加大了生產過程中的風險系數。經研發后產品性能完全達到用戶要求。
2015年為適應高耐磨區域對耐磨管的需求,開發出NM600、NM600-1耐磨產品。
7. 石油鉆桿與非開挖鉆桿產品的開發與應用
鞍鋼生產鉆桿產品由來已久,在兩條連軋管生產線投產后,為適應市場需求,鞍鋼先后開發出適應市場需求的E75、X95、26CrMo4(G105)、27CrMo44(S135)、AG105Z、AG135Z等系列石油鉆桿產品。
同時鞍鋼為適應節能、環保形勢及旋挖市場需求,適時開發出市場需要的27SiMn-1、27SiMnQ、28SiMnCr、26CrMo、28CrMoB、40CrMnMo、20CrNiMo、40CrNiMo、AGQ125、AGS135、4130、4140等系列非開挖鉆桿料及接箍產品,2017年和2018年抗腐蝕油井管實現批量訂貨。
三、完善質量管理和保證體系,產品品質持續改進和提高
鞍鋼無縫不銹鋼管廠1997年通過ISO9002質量管理體系認證;1998年,通過美國石油協會API認證;2001年,通過ISO14001環境體系認證;2002年,通過GB/T 28001職業健康安全管理體系認證,2006年通過特種設備制造生產許可認證;2007年通過GJB9001軍工產品管理體系認證;2012年通過能源管理體系和安全標準化管理體系認證。已經形成一整套完善的職業健康、環境保護、安全管理、能源管理、產品質量、國軍標產品保證體系。2017年通過四國船級社認證;中石油一級供應商認證等;2016年和2017年,我廠分別生產的45Mn2M耐磨管、20號油缸管通過了中國鋼鐵協會“金杯獎”審核。
四、全面強化品種質量管理,為高質量發展提供品質保障
隨著機組的不斷改造和升級,已由自動軋管機組升級到PQF連軋機組,產品精度不斷提高,外徑公差由±0.8%D提高到±0.6%D,壁厚公差由±12.5%S提高到±10%S,綜合成材率呈逐年上升趨勢。
提高不銹鋼管表面質量,以往自動軋管機組采用鹽潤的方式進行內表面潤滑,容易產生內直道缺陷,目前三機架連軋機組采用高壓水除鱗、毛管用氮氣噴吹硼砂、芯棒噴涂石墨潤滑劑等方式大大改善了內表面質量,內直道缺陷由以往的10%,降低到5%以內。
提高鋼質水平,煉鋼以往從最初的單一進行鋼水循環脫氣逐步發展為滿足深脫碳、脫氣、化學升溫、凈化鋼水、合金化調整等多功能的真空精煉裝置,可以穩定生產成品碳含量小于20x10-4%的超低碳鋼,實現煉鋼、精煉、連鑄全流程穩定冶煉操作,通過強化生產工藝管控,深化技術質量管理,鋼質質量實現穩中有進,目前無縫鋼管P≤0.0S≤0.00≤0.003%,鋼中各類夾雜物級別普遍能夠控制在2級以下。≤0.015%,
提高不銹鋼管性能,通過機組改造和熱處理線投入,屈服強度指標由552MPa提升到1100MPa高強度油套管產品。
在質量管理方面,鞍鋼無縫不銹鋼管廠堅持市場導向,關注客戶體驗,樹立精品意識,提升產品品質。要拿出更好的產品服務于我國從制造業大國向制造業強國轉變的需要。制定并全面落實中長期質量提升規劃,持續推進以降低質量異議率為主要目標的質量攻關項目,深入開展重點質量管理活動。加強過程管控,加大對影響產品質量關鍵重點工藝設備的投入力度。加強品種結構調整,提升高附加值產品生產比例和市場占有率。堅持把客戶和市場作為工作的出發點和落腳點,積極應變,主動求變,引入以QCDDS為核心的服務評價體系,全面改善產品質量。
五、不斷完善產品標準體系,促進鋼管質量提升
鞍鋼無縫不銹鋼管廠已建立了一套完整的管坯標準、基礎(通用)標準和鋼管產品標準,具備較為完善的鋼管標準體系,并承擔國家標準的起草和編制。截止2018年,鞍鋼無縫不銹鋼管廠負責修訂的鋼管國家標準6項,國家軍用標準6項等。圍繞品種結構調整和質量提升,近年來,新制修訂了一批鍋爐、地質、結構、流體、耐磨、高壓化肥等用途的鋼管國家標準及炮彈用管、火炮零件用管、航天用超高強、薄壁火炮用管、火箭筒用管、航空用結構用管的國家軍工標準的修訂。