【内容提要】本文概述了ERW焊管国内外发展概况，并分析了ERW焊管的原料－热轧板卷的发展近况，指出了ERW机组构成、焊管产品的技术层面及其发展动向，从而阐述了我国ERW焊管发展的战略方向，要以自主创新为核心，节约能源和循环经济为重点，发展中高端产品作为结构调整的中心环节，从而向钢管强国目标迈进。
【关键词】ERW焊管 发展概况 技术层面 机组构成 自主创新 节约能源 循环经济
1、ERW（直缝高频电阻焊管）产品在国外应用的概况
2004年全世界钢管产量为7845万吨，其中无缝钢管2359万吨，占钢管总量的比例为28.2％，焊接钢管产量为5486万吨，占71.8％。据不完全统计，全世界焊接钢管的产量5486万吨中，ERW焊管产量占焊管总产量的80％左右。全世界每年建油气长输管线约4万公里，成品油管线占总长度的一半以上。从长度上按管型分配的比例：ERW焊管占50％－60％，LSAW（直缝埋弧焊管）占30％－40％，SSAW（螺旋埋弧焊管）占4％－7％。全世界每年生产的石油套管约800多万吨，其中ERW油套管约占40％，特别是API SPEC 5CT第一组的H40、J55、K55、M65、N80等5个钢级在日本和美国基本上是用ERW焊管来制作，已不用无缝管了。全世界钢管设备产能为14800万吨/年，其利用率为53％，原因主要是由于ERW焊管的发展而导致一些无缝钢管机组逐渐老化和不适应市场竞争而停产。
全世界钢管发展的总趋势是：焊管产量增长速度快于无缝管的增长速度；焊管产量在比例上远远大于无缝管；在各个领域（例如：油套管）向无缝管的市场逼进；在焊管管型中，ERW焊管在产量上占主导地位，而且在油气长输管线、城市燃气管线的使用领域内向直缝埋弧焊管和螺旋埋弧焊管的市场逼进。
在西方发达国家，着力于拓宽ERW焊管的使用领域，北美以美国为代表重点在开发ERW油井管应用范围，例如20世纪80年代已在3000m深的井中普遍采用ERW套管，近代又开发出连续油管等等；欧洲以德国为代表，重点在开发锅炉管应用范围，例如高压锅炉管等等；亚洲以日本、韩国为代表，几乎全面开发ERW焊管的应用范围，例如韩国，焊管占全国钢管总产量的98％以上，而ERW焊管又占焊管总产量的90％以上；日本在ERW焊管的开发上在世界上也是首屈一指，例如油套管的应用上已经将ERW焊管用于深井、含硫井、低温（高寒）井用和某些高抗挤井用套管，以及深海海底用的输送油气管。
这里重点介绍一下日本ERW焊管目前发展的动态。日本由于焊管生产技术的迅速进步和成本的下降，逐步取代了部分无缝钢管和UOE焊管，（按：日本输送油气不采用螺旋管，只采用UOE管），特别是伴随天然气管线的高强度化要求小口径和薄壁化，更扩大了ERW焊管应用范围。目前，日本JFE钢铁公司的知多厂大型ERW机组已经成为世界上唯一可生产外径26英寸（φ660mm）管线用管的直缝高频焊管生产线，该机组产品可达X70钢级的管线管，具有抗HIC和SSC等综合性能，已经应用于北海海底管线，现在正在开发X80钢级产品。知多厂于2003年由26英寸ERW机组生产出壁厚25.4mm的φ660mm焊管，这不仅扩大了该厂的品种范围，而且更便于取代用于输送油气用的UOE钢管和用于建筑用的无缝钢管。由于壁厚的加大，耐压破坏特性提高到原来的1.6倍，并作到厚壁管的全面探伤检查，达到了世界堪称一流的水平。
欧洲国家例如德国使用ERW焊管制作的中低压锅炉管应用很普遍，占锅炉管总量的一半以上，部分高压锅炉管也使用ERW焊管。
国外高频焊管在产品规格方面，大中型直径占一定的比例，有的文献（注1）介绍了这方面的情况，见表1。
表1 世界高频焊管机组规格比例情况
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ERW机组规格
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美国
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日本
|
德国
|
中国
|
|
φ76以下机组（％）
|
41.7
|
49
|
55
|
94
|
|
φ102-200机组（％）
|
47
|
36
|
36
|
4.8
|
|
φ219-610（％）
|
11.3
|
15
|
10
|
1.2
|
由于国外大中直径的ERW机组占一定比例，这个比例比中国的比例要大得多，所以，国外石油天然气管线（包括城市天然气）用的ERW焊管占的比例就较大，如前所述。
小结 国外ERW焊管的简况，可归纳出下列数据：
——焊管产量占世界钢管总产量的70％左右；
——ERW焊管产量占世界焊管总产量的80％左右；
——ERW石油套管产量占世界石油套管总量的40％左右；
——ERW管线管的长度占世界每年输油气管线总长度的50％左右；
分析国外ERW焊管的简况，可以得出下列启示：
——ERW焊管一方面向无缝管市场核心的边沿部分发展；ERW焊管另一方面向埋弧焊管的石油天然气长输管线中小直径市场发展；
——ERW焊管的存在与发展，在市场上和埋弧焊管和无缝管有密切的关系，既能发挥管型上各自的优势，从而形成竞争的状态；又能由于管型各自的特点而形成互补的共存状态。所以，这种管型关系是动态的而不是静态的。
——全球ERW焊管的迅速崛起，得力于热轧板卷的发展，和成型技术、焊接技术、探伤技术的进步。
2、ERW（直缝高频电阻焊管）产品在国内应用的概况
2005年我国钢管产量为2614万吨，其中无缝钢管1047万吨，占40％，焊管1567万吨，占60％。在全国焊接钢管产量中，2005年螺旋埋弧焊管产量约300万吨，占焊管总产量的19％；直缝埋弧焊管产量约40万吨，占2％；ERW焊管产量1227万吨，占79％。我国ERW焊管产量是世界第一大国。ERW用于油气输送管线约30万吨，占ERW焊管总产量的2％，占油气长输管线总重量的8％。全国油井管产量240万吨，其中无缝管220万吨，占90％以上，ERW焊管20万吨，占7.5％。全国生产锅炉管80万吨，ERW管制作中低压锅炉管产量8万吨，占10％。由表1可见，ERW焊管机组按规格比例分布情况，大中规格的比例偏低，这个问题，国内的专家观点上有分歧，下文再讨论。
小结 国内ERW焊管的简况，可以归纳出下列数据：
——焊管产量占全国钢管总产量的60％左右；
——ERW焊管占全国焊管总产量的79％左右；
——ERW油套管产量占全国油套管总量的10％左右；
——ERW油气长输管重量占全国油气输送管总量的8％左右；
——ERW锅炉管占全国锅炉管总量的10％左右；
中国钢管发展总趋势是：焊管产量增长速度快于无缝管的增长速度，焊管产量在比例上远远大于无缝管；同时在各个领域（例如油套管等）向无缝管的市场迈进；在焊管管型中，ERW焊管在产量上占主导地位；而且在油气长输管线、城市燃气管线的中小直径使用领域内向直缝埋弧焊管和螺旋焊管的市场逼进。中国近年来ERW焊管的迅速崛起得力于热轧带卷的迅速发展以及焊接技术和探伤技术的进步。因此，使得ERW焊管的市场在扩张，与无缝管和埋弧焊管形成新一轮竞争态势。这一竞争态势必然引起与这些相关行业和企业产生某些利益上的摩擦。例如涉及标准的修订，过去锅炉管标准是无缝管的范畴，现在要列入ERW焊管，引发了争论；油气长输管线，过去是埋弧焊管的范畴，现在要进入ERW焊管，也触发了争议。例如有专家提出“油气输送管线主要是用螺旋焊管，直缝焊管只能是补充作用”等等。在前面已经叙述了国外ERW焊管的发展过程和现状，这些都暗示了中国ERW焊管的发展历程，将来也必然是这样，这是历史的总趋势。当然，中国也有自己的特点，例如中石油系统螺旋焊管发展较早，已经占领了油气管线的相当大的市场份额。然而，石油系统从建制上一分为三：中石油，中石化，中海油。例如中海油就可能将重视ERW焊管的应用，因为螺旋焊管不可能应用于海底管线。中石化在陆上输油气管线也将应用一部分ERW产品。因此，ERW焊管在油气长输管线上的应用有扩张的趋势。从体制上看，中国对外开放的日益深化，必然促进内部打破行业壁垒和地方保护，市场机制最终对管型上的竞争起主导作用。这也是历史的总趋势。ERW焊管和螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管已经成鼎足之势，而且无论是从焊管数量还是质量上ERW焊管要起主导作用。因此，无论从哪个角度来看，ERW焊管的发展前景是广阔的。
3、国内热轧板卷以及其深加工产品的开发
对ERW焊管发展的影响
ERW焊管的发展很大程度上取决于国内热轧板卷及其深加工产品的开发，因此，要前瞻中国ERW焊管的近景，先要了解一下国内热轧板卷的生产状况，这从两个方面来看，一是产量，二是品种。
从产量来看，2005年生产中厚宽带钢3707.01万吨，同比增加38.3％，热轧厚宽带钢1156.35万吨，同比增加35.8％，热轧窄带钢2690.05万吨，同比增加34.7％。
2005年是我国现代化轧机生产线建成投产最多的一年，其中新建投产的现代化连轧机11套（例如鞍钢ASP2150连铸连轧板带轧机生产线），新增年产能力2390万吨。2005年新投产中板轧机3台，产能约243万吨，2006年将投产6台，新增产能990万吨，到2006年底可形成的产量估计为3500万吨；加上热轧机3700万吨产量可形成7200万吨热轧板卷生产能力。2005年1－10月管线钢板卷产量约140万吨，其中目前能生产N80和X80级宽带钢的企业有宝钢、鞍钢和武钢等；目前热轧宽带钢最大宽度（B）可达到2050mm，中宽带（B450－900）年产可达1000万吨，最大宽度可达900mm，这些为ERW焊管的发展奠定了原料的良好基础。
这里简述一下国内管线钢生产技术的发展概况。
我国管道建设正处于发展阶段，因此管线钢的发展也非常迅速。20世纪50－70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn钢；70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K钢（相当于X52级）；90年代，管线钢采用的X52、X60、X65级热轧板卷，主要由宝钢和武钢生产供应。“八五”期间成功开发了X52－X70级高韧性管线钢，并逐步得到广泛应用。“西气东输”工程埋弧焊管就采用了X70级钢。此外，X70级钢在ERW焊管也得到了应用。目前针对X80高级钢管材的研究和应用，石油部门和冶金部门联合开发了10余项国家基础研究与攻关，其中包括国家“973”项目、“高强度管线钢的重大工艺基础研究”、中油集团技术开发项目“X80管线钢管的开发与应用”、“X80管线钢的焊接及高韧性焊材选择”等等。
“西气东输”工程是采用针状铁素体管线钢，其特征是进一步提高纯净度（C≤0.05％、S≤0.005％、P≤0.010％等），使用钙处理硫化物，在连铸过程采用电磁搅拌和动态轻压下措施，这种超低碳控轧贝氏体钢的屈服强度可提高至700－800Mpa，被誉为21世纪的热轧钢。
我国在高强度管线钢生产中采用了铁水预处理－包括脱硫、脱磷和脱硅的“三脱”操作，转炉炉后钢包精练（RH真空处理、TN法合金微调等）、现代连铸技术和控轧控冷技术，概括地说采用了低碳（≤0.06％）、超低硫（≤0.002％）、钙处理以及低的板卷卷取温度等工艺措施，使冲击值和抗氢诱裂纹的CLR（裂纹长度比值）有了很大改善。但与国外的水平相比，仍有一定的差距，主要是在连铸和控轧方面。
管线钢API X70－X90可以用三阶段控制轧制工艺来生产，但因为精轧机组的实际轧制力需达到3000吨以上，才有可能使钢获得热机械处理的效果。为了弥补老式轧机能力的不足，可以在轧机后增设能使卷取温度冷至550℃左右的、自动化程度较高的、强力层流冷却装置，使传统的TMCP发展到MACS（多目的加速冷却系统）。X80－X100板带就是这样轧制出来的。
我国X80钢级的开发成功，N80钢级开发的成功，预示着ERW焊管的发展已经消除了对原材料质量后顾之忧，热轧带钢由于产量的急剧增加，也预示着价格必将回归到理性价位，对于焊管降低成本是个好消息。
4、ERW焊管产品技术层面及其发展方向
2005年我国焊管产量达到1567万吨，其中ERW焊管产量约1227万吨，占焊管总产量79％－80％。从技术层面来评估，ERW焊管产品的构成，共有6个层次，表列如下：
表2 2005年国内ERW焊管产品技术结构评估
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序号
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技术层次
|
焊管品种
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产量
（万吨）
|
比例
（％）
|
|
1
|
第1层次
|
X80钢级管线管；N80、P110钢级石油油套管；合金锅炉管
|
0
|
0
|
|
2
|
第2层次
|
X65、X70钢级的管线管
|
17
|
1.38
|
|
3
|
第3层次
|
X52－X60钢级的管线管，J55、H40级石油套管，STB410－520锅炉管，σb≥600Mpa级的液压缸体管
|
60
|
4.88
|
|
4
|
第4层次
|
皮带机托辊管，汽车传动轴管，低中压锅炉管；490Mpa级脚手架管，厚壁高强度结构管；液压支架管坯，冷拔缸体管坯，变压器用管
|
150
|
12.22
|
|
5
|
第5层次
|
中压流体输送管，矿用流体管，深井泵管
|
200
|
16.29
|
|
6
|
第6层次
|
低压流体输送管，（包括热镀锌管，钢塑复合管），一般结构管，中小直径方矩形管等
|
800
|
65.19
|
|
7
|
总计
|
|
1227
|
100
|
以上数据仅仅是评估，以行业调研数据为准，仅供参考。
但是，可以看出一个倾向，低档产品占大多数，而高端产品不足。因此，ERW焊管产品应当向高端产品方向发展。例如，ERW焊管制作的石油套管，目前多限于J55钢级；大港油田新世纪公司ERW219机组拟开发N80级石油套管，以打破国外对此的市场垄断，同时也是“蓝海战略”在国内市场的实践。
5、ERW焊管机组产品规格比例情况
国内ERW焊管机组在国内约1000套（台）以上，2005年按机组产品规格其产量评估为下：
表3、我国已建成投产的ERW焊管机组2005年产量比例评估
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序号
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已投产的机组名称
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台套
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估计产量（万吨）
|
|
1
|
直缝高频焊ERW508机组
|
2
|
15
|
|
2
|
直缝高频焊ERW406机组
|
4
|
40
|
|
3
|
直缝高频焊ERW355机组
|
15
|
130
|
|
4
|
直缝高频焊ERW114-219机组
|
70
|
392
|
|
5
|
直缝高频焊ERW20-89机组
|
＞1000
|
650
|
|
6
|
直缝高频焊ERW机组总计
|
～1091
|
1227
|
2005年10月以后陆续建成了上海中油天宝、浙江金洲和上海宝钢ERW610机组以及2006年上半年即将建成的天津双街钢管公司ERW610机组，和2006年4月建成的华油扬州ERW508机组，这样，我国大口径ERW机组数量有了迅速的增长。但由于我国ERW中小机组数量很多，即使增了5－6台ERW508－610机组，从比例上（见表4）仍然小于西方先行国家大口径ERW焊管所占的比例。
表4、 2006年中国ERW焊管机组与世界机组比例评估
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ERW机组规格
|
美国
|
日本
|
德国
|
中国
|
|
φ76以下机组（％）
|
41.7
|
49
|
55
|
90
|
|
φ102-200机组（％）
|
47
|
36
|
36
|
6.0
|
|
φ219-610机组（％）
|
11.3
|
13
|
10
|
4.0
|
对此，国内专家们有两种解读：文献[1]提出：“目前我国的ERW高频焊管机组不仅落后，而且规格比例严重失调，与发达国家比较差距很大，详见表1。我国目前φ76以下的小规格机组占了94％以上，大部分产品为低档次的水煤气管，产品过剩、质量差；φ89-200的中型机组占4.8％，φ219-508的大型机组仅占1.2％。ERWφ610机组尚存空白。各国都在积极研究用ERW钢管代替无缝管和螺旋焊管，在工业发达国家，直径在φ610mm以下的管道工程，ERW钢管所占比例已达到70％左右”。但是，也有不同的意见。有的专家认为：“大口径焊管领域本是螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管的优势范围，这里本无空白。追求用ERW焊管来填补空白，是毫无道理的”。（注2）
笔者认为，这两种观点各有一定的客观性，前一种观点是从长远和从全国范围内来看的，后一种观点是基于中石油行业用油气焊管的现实情况来说的。因此，发展大口径ERW焊管的问题，由各个企业自己来审时度势，对专家的不同见解做出自己的判断。不过，有的专家比较明确的发表这样的意见，“截面较小的输送管道（如支线和城市管网用管），国外一般首选ERW管”（注3）。螺旋焊管有下列不足之处，一是螺旋焊缝余高上的防腐层厚度只能达到管体上防腐层厚度的2/3，埋地后寿命较短；二是在制管工艺没有预精悍及全管冷扩径工艺，所以，焊缝上残余应力较大。有鉴于此，“西气东输”工程作出“螺旋焊管用于一类地区和部分二类地区”的判断经过实践证明是正确的。ERW管在城市燃气管线中另一个竞争对手是PE塑料管，但由于PE管其性能不稳定，韧性较差，而且埋地后耐挤压性能不佳，实践证明用于城市燃气管线是不合适的。
6、中国ERW焊管发展的战略问题探讨
ERW焊管在φ508-φ50.8mm范围内的油井管市场上、锅炉管市场上和建筑管市场同无缝管有重叠的领域，构成了既竞争又互补的关系。在这里，ERW焊管主要由于在几何形状上（圆周和壁厚均匀）和价格上比无缝管有优势；但ERW由于有一条焊缝，致使在整个管体上的力学性能上比无缝管稍逊一筹。因此，ERW焊管的发展关键在于改善焊缝的性能，这有两个方面要努力：一是提高热轧板卷的质量，消除“灰斑”的缺陷；二是提高焊缝的性能。在建筑管市场上，ERW焊管主要是向厚壁方向发展。目前大港油田新世纪公司在建的ERW219机组其厚径比可达1/10，例如φ114mm焊管其壁厚可达11mm，国内目前只能达到7mm。
ERW焊管在φ610-φ219mm范围内的输油气管市场，主要同螺旋焊管有重叠的领域，在这里ERW焊管在几何形状、力学性能和防腐的效果比螺旋焊管有优势；由于近年来热轧板卷在产量上的急剧增加和质量的迅速提高，价格也有所理性上的回归，因此，螺旋焊管享有价格上的优势正在弱化。实际上，螺旋焊管如果要做到焊缝上的防腐层的厚度与管体上防腐层的厚度相同，要做到焊缝的预精焊和钢管的整体冷扩径，势必增加设备投资和运营成本，这将较大地提高螺旋焊管的价格。所以，目前螺旋焊管的价格优势不是真实的反映。
在城市建筑上，自来水管用ERW热镀锌管，每年约650万吨消费量，仍然居于主导地位，这方面虽然有来自PE塑管的挑战。但近几年的实践证明，PE管由于不适应温度的变化和易老化等弱点，正在悄然退出自来水管的市场。ERW在这个市场上有两个发展方向，一是注意到热镀锌过程对环境的危害，要向环境保护和向循环经济方向发展；二是向复合管即钢塑复合管方向发展。
ERW焊管在φ610-φ89mm产品范围内的先进技术设备几乎都是从国外引进的，列表为下：
表5 我国近年来引进的主要焊管机组（ERW）
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序号
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引进企业
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机组名称，成型特征
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技术来源
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建设时间
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1
|
张家口高强度钢管厂
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ERW114机组，排辊成型（Cage Forming）
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英国，德国
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1985-1987
|
|
2
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徐州光环钢管厂
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ERW219机组，FF成型
|
日本
|
1986-1988
|
|
3
|
辽宁锦西钢管厂
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ERW508机组，排辊成型（Cage Forming）
|
德国
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1996-1988
|
|
4
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宝鸡石油钢管厂
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ERW406机组，辊式/排辊成型
|
德国/美国
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1994-1996
|
|
5
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海城钢管公司
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ERW323机组（W成型）
|
台湾/美国
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1993-1994
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|
6
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北海钢管公司
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ERW323机组（W成型）
|
台湾/美国
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1994-1995
|
|
7
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广州番禺珠江钢管公司
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ERW323机组（W成型）
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台湾/美国
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1995-1996
|
|
8
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上海埃力生钢管公司
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ERW323机组（W成型）
|
台湾/美国
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1996-1997
|
|
9
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上海中油天宝钢管公司
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ERW610机组，排辊成型（CTA）
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美国，韩国
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2003-2005
|
|
10
|
浙江金洲钢管公司
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ERW610机组，排辊成型（TBS）
|
美国
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2003-2005
|
|
11
|
上海宝钢钢管公司
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ERW610机组，排辊成型（Edge-Straight Forming）
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德国
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2003-2005
|
|
12
|
天津双街钢管公司
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ERW610机组，F.F.X成型
|
日本
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2004-2006
|
|
13
|
华北石油钢管厂扬州分公司
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ERW508机组，F.F.X成型
|
日本
|
2004-2006
|
|
14
|
胜利油田机械厂
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ERW323机组，F.F.X成型
|
日本
|
2005-2007
|
|
15
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大港油田新世纪机械公司
|
ERW219机组，F.F.X成型
|
日本
|
2005-2007
|
从表5可见，我国自1985年－2005年20年来共引进ERW焊管生产线15条，从国别和地区来说，有德、英、美、日、韩等国家和台湾地区；从成型技术来说，有排辊成型的几种典型机组（Cage Forming）、CTA、TBS以及（Edge-Straight Forming）都引进了；柔性成型的两种典型方式FF和F.F.X成型都引进了；辊式成型中的W成型法也引进了；辊式与排辊的复合成型方式也引进了；这是从成型技术来说的。从单机来说，就更多了，例如固态高频技术，挪威IGBT和美国MOSFET都引进了；从活套来说，有外进内出式的，也有内进外出式的；有定圈制的，也有变圈制的，活套的几种典型设备都引进了。ERW从规格来说，从φ219-φ660mm都有，（据说最近拟引进ERWφ165F.F.X机组）。
可以说，中国引进国外ERW先进技术设备，集ERW成型法之大成。于是，有人评论说，世界上各种ERW机组中国都引进了，中国成了世界ERW钢管先进技术的博览会；也有人认为“中国成了世界钢管行业科研开发的试验基地。”（注4）很显然，ERW关键技术都引自国外，成为“依附型”的经济模式，缺乏自主知识产权。
因此，“十一五”时期，中国ERW焊管发展的战略应当是：以科学发展观为指导，以自主创新为核心，以循环经济为目标，以节能环保为重点，在产品开发、设备制造和工艺创新上形成自主的知识产权，沿着新型工业化道路向钢管强国的目标迈进。在技术上提高焊缝的性能，在产品上向中、高端领域进军，在行业上重点钢管企业要加速联合重组的步伐，要成为生态保护型、循环经济型、产品高档型、工艺设备先进型的自主创新性的现代化工厂。从市场定位上来说，就是以能源工业（石油、天然气、煤炭、电力）用管为着力点，以城市燃气管网为承载点，以机械制造和建筑用管为支撑点，拉动钢管产业链的延伸和协作分工，立足国内，面向世界。
这里着重点谈一下从节约能源、循环经济和技术自主创新的角度展开ERW焊管的发展对策。
从宏观经济层面来透视，中国与西方先进国家相比较，中国ERW钢管工业起步比较晚，在发展阶段上是属于“追赶阶段”，处于发展的上升期，我国的技术基础、物质基础还比较薄弱，因此，走引进技术这条路，奉行“拿来主义”方针，建设速度是比较快的，中国在不太长时间内已经成为世界上钢管产量第一的钢管大国，发展速度之快令世人瞩目。但从核心技术来说，是外国的技术；我们相当一部分国产化的设备，多半是靠拷贝别人发明的技术；而且引进的技术设备多是同质化。我们自主创新的技术设备成果总体上还是乏善可陈的。在我国钢管发展的上升阶段，特别是起步阶段，“拿来主义”“拷贝”也许是一条绕不开的路，就像小学生从模仿性的“描红”学起一样。目前ERWφ205-610（630）mm机组引进的就有4套，正在引进的还有武钢汉口轧钢厂拟建的ERWφ660mm生产线，壁厚最大为25.4mm，和日本知多厂的ERWφ660mm机组相似。日本有5套ERWφ610机组，我们也在建5-6套ERWφ610机组，似乎不为多吧！但是，我们总不能满足于“拷贝”别人了。从现在起，自主创新要提到议事日程上来。这当然是一个全国性、全局性的议题。这不仅是ERW焊管，而且也是整个钢管行业面临的这样一个挑战，是一个战略性的挑战，是国内外激烈市场竞争引发的一个挑战，回避不了。因为，只靠引进，不讲创新，就会“引进－落后－再引进－再落后”，总是跟在别人后面，同样导致落后被动。例如，1986年我国引进了日本F.F成型技术，现在日本在F.F成型技术上发展到F.F.X成型，F.F成型技术落后了，于是，2005年我国只有再引进F.F.X成型技术。而且，只靠引进，就会导致模仿，于是企业之间大多数产品、功能、销售渠道都有雷同，模仿还可能导致产能过剩。日本和韩国也引进别国的新技术，但他们引进的目的是为了创新；而我们引进的目的是为了生产，所以，我们要转变观念，“引进为了创新，引进促进创新。”
从引进西方国家ERW技术设备的情况来看，他们技术方案总的目的就是为了节约能源和提高生产率。例如，排辊成型和F.F.X成型技术，是为了减少轧棍，（节约金属）；减少换辊时间，（提高生产率）。
节能是钢管生产的头等大事，ERW焊管主要能耗来自高频感应加热设备，选择先进技术设备可以大幅度降低能耗及用水，普通晶体管与电子管式以75KW高频感应设备为例进行比较，如表6
表6 普通晶体管与电子管式75KW高频感应设备比较
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振荡器型式
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输出功率（KVA）
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输入功率（KVA）
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冷却水（L/min）
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真空管
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80
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160
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180
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晶体管
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80
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100
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90
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两者差值
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0
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60
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90（节约50％）
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目前引进的固态电源高频焊机，节能效果较好，国内也在消化引进，已取得阶段性成果。目前国内天津有的民企（焊管设备厂家）已经能生产700KW的固态电源高频焊机，使用情况良好。
自主创新要敢于挑战权威和传统思维。以ERW焊管的焊接工艺为例，通常认为感应焊方式比接触焊方式的焊接质量要好，但接触焊比感应焊要节能。以ERW610机组为例，用固态电源的接触焊机只需600KW的功率，而感应焊机却需1200KW，后者功率是前者的一倍。而国外例如日本就用接触焊方式生产出高档的ERW焊管。再例如，我国ERW焊管生产线上按传统思维模式是配备“剪切对焊机”及“螺旋活套”，而日本和韩国不少企业却省掉了这两个设备，例如日本5家ERW610机组有3家是用“卷对卷”方式生产，生产率和成材率也很高。日本中田制作所以ERWφ610机组生产情况为例，比较了连续生产方式与非连续生产方式的情况，见表7。
表7 连续生产方式与非连续生产方式生产率的对比
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连续生产方式
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非连续生产方式
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年生产量的钢卷总数
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12226个
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每年的批量总数
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1196批
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每个批量的首次穿带时间
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假定两种方式没有区别
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首次穿带以外的机组空转时间
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0分钟/年
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48903分钟/年
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内毛刺刮刀更换所需的时间
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29342分钟/年
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0分钟/年
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飞锯锯片更换所需的时间
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假定已含在上一项中
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0分钟/年
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对焊缝分断所需的时间
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23917分钟/年
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0分钟/年
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合计
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53259分钟/年
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48903分钟/年
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注：上述统计中使用了以下条件
1）非连续生产时每个钢卷之间的机组空转时 4.0分钟/卷
2）连续生产时内毛刺刮刀更换所需的时间 20.0分钟/次
3）连续生产时每次对焊缝分断所需的时间 20.0分钟/次
目前国内有拟上大型ERW机组的企业想用接触焊来代替感应焊，用“卷对卷”生产方式来省掉剪切对焊机和庞大的螺旋活套，这就节省了投资和金属材料。这要挑战权威和传统思维模式，有一定风险性。因此，要设立风险基金。自主创新，是含有一定的风险性，只要进行可行性研究，按科学的方法做工业性的试验，不断改进，可以将风险的程度降到最低。
目前国内引进了各种不同的成型机组，但是系统地分析他们的设计理念方面，还做得不够深。举例来说，西方（例如欧洲）和东方（例如日本）在ERW成型基本理念上不甚相同；欧洲的ERW的形变理论重点在定径，加大定径的变形量，而东方（例如日本）的ERW的形变理论重在粗成型阶段基本完成均匀配比变形，而不是在定径阶段加大变形量。由于变形理念的不同，设计思路和设备结构都不同。很显然，粗成型的均匀变形理念导致F.F.X的动力消耗减少。
有的文献（注5）指出：“由有限元计算结果可知，当定径量较小时，石油套管的外表面切向残余应力为压应力，从内表面到外表面的切向残余应力变化是由压应力到拉应力的动态过程，套管原始尺寸误差较大处的应力状态较复杂，拉压应力交错分布；随着定径量增大，石油套管的外表面切向残余应力由压应力变为拉应力，而内表面轴向残余应力为压应力。石油套管外表面的轴向残余应力为拉应力，而内表面轴向残余应力为压应力，随着定径量增大，石油套管内外表面轴向残余应力都逐渐增加，中间部分的轴向残余应力是平稳的过渡过程。定径的径向残余应力很小，受定径量的影响也很小。”
排辊成型实质上是立辊组的异化，F.F.X成型实质是水平辊组的嬗变。所以，排辊成型向生产薄壁管方向发展，而F.F.X成型却可以生产厚壁管。
目前国内多数ERW机组的先进设备是引进成型机组,而其余设备国产化。因此，国产化要有一个正确的指导思想，就是要从节能和循环经济的观点出发。例如，水压机机型国产化的选择，有两个方案，一是高压泵－增压缸机型，另一个是高压泵机型。很显然，增压缸方案在节约能源和降低运营费用方面较有优势，而且是运行较平稳、较可靠的方案。
我在这里列举了消化引进的问题，生产过程工艺上、设备上节能的问题、以及设备国产化过程中节能的问题，就是说明自主创新的其中一个理念，即ERW焊管的发展要把节约能源和循环经济放到首位，例如宝鸡钢管厂开发连续油管就是考虑油管的重复使用。
“十一五”时期中国经济社会发展目标中有两个量化指标，一是到2010年人均国内生产总值比2000年翻一番，二是单位GDP能源消耗比2005年末降低20％左右。这个问题对钢铁工业是一个严峻的挑战。仅钢铁行业能耗就占中国能耗的百分之十。我国每万元GDP能耗比世界平均水平高出2.4倍；单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的2-4倍；每增加单位GDP的废水排放量比发达国家高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物更高出10倍以上。
因此，节能既是钢铁工业也是钢管行业生产的头等大事。
结束语
放宽视野谋全局，着眼长远抓当前。不谋全局者不足谋一域，不谋长远者不足谋一时。我们在“十一五”时期，既要突出前瞻性、战略性、政策性，又要注重针对性、突破性、操作性。着力于调整结构，转变增长方式，降低消耗，减少污染，更加注意实现速度、结构、质量和数量的统一，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
要把推动自主创新摆在更加突出的位置，把提高自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式、提高行业竞争力为中心环节，大力加强原始创新、集成创新和二次创新，力争在一些重要产品、重要关键工序和重要领域实现重点突破，提升产业整体水平。坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来，为实现钢管强国的宏伟目标迈出坚实的步伐。
参考文献
1、 杨秀琴：“关于中国钢管行业发展战略的思路”，《钢管行业战略发展研讨会学术论文集》，第63-82页，中国钢结构协会钢管分会，北京，2005年6月。
2、 王晓香：“我国焊管工艺装备的现状、发展与市场定位”， 《钢管行业战略发展研讨会学术论文集》，第91页，中国钢结构协会钢管分会，北京，2005年6月。
3、 李鹤林：“油气输送钢管的发展动向与展望”， 《焊管》。2004.6，第7页。
4、 韩宝云：“现代钢管生产工艺流程探讨”， 《钢管行业战略发展研讨会学术论文集》，第57页，中国钢结构协会钢管分会，北京，2005年6月。
5、 李连进，王惠斌：“用有限元法分析石油套管定径产生的残余应力”， 《石油矿场机械》，2006年第一期，第54页，中国机械工业联合会，兰州石油机械研究所，兰州，2006年1月25日出版
