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俄羅斯最主要的不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)企業(yè)共有七家，分屬三大集團(tuán)公司。管材冶金股份有限公司(TMK)：伏爾加斯基制管廠、北方不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠、塔干洛克冶金工廠和西奈爾不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠；聯(lián)合冶金公司(OMK)：維克薩不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠和阿爾梅捷耶夫不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠；車(chē)?yán)镅刨e斯克不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司。
埋弧焊(SAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)企業(yè)有三家。TMK的伏爾加斯基制管廠主要生產(chǎn)螺旋縫埋弧焊(SSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管和油套管。OMK的維克薩不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠和車(chē)?yán)镅刨e斯克不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司主要生產(chǎn)直縫埋弧焊(LSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管和油套管。
俄羅斯管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)技術(shù)
1 伏爾加斯基制管廠(VolzhskyPipe Plant)
伏爾加斯基制管廠1970年建廠，2002年初由TMK負(fù)責(zé)管理，主要生產(chǎn)螺旋縫埋弧焊(SSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管和油套管。工廠有2條螺旋縫埋弧焊(SSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)線和2條3PE防腐生產(chǎn)線，內(nèi)涂層生產(chǎn)線正在計(jì)劃中。質(zhì)量體系方面已獲得API5L和ISO9001證書(shū)。工廠交通便利，有鐵路專用線，距伏爾加河的港口只有5km。
伏爾加斯基制管廠1998年進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，增加了很多無(wú)損檢測(cè)(NDT)、焊接和防腐設(shè)備。2條螺旋縫埋弧焊(SSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)線中，一條是捷克制造的4條焊管機(jī)組共用一條精整機(jī)組的530～1420mm熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)線，采用控軋(TMCP)卷板，也可生產(chǎn)不熱處理的不銹鋼碳素鋼復(fù)合管。該生產(chǎn)線年產(chǎn)能40×104t(不熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管)。焊管機(jī)組為飛焊機(jī)組，先進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w保護(hù)內(nèi)預(yù)焊，再進(jìn)行二、三絲埋弧內(nèi)、外焊；不銹鋼碳素鋼復(fù)合管熱處理為淬火+回火；無(wú)損檢測(cè)采用X光工業(yè)電視(X-TV)和超聲波(UT)探傷，可以進(jìn)行管端X光拍片。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
圖1 ?530～1420mm螺旋埋弧焊管工藝流程圖
另一條是1973年德國(guó)曼內(nèi)斯曼公司制造的1420～2520mm螺旋縫埋弧焊(SSAW)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線使用控軋(TMCP)鋼板。1420mm螺旋縫埋弧焊管主要用于俄羅斯和與之關(guān)聯(lián)的獨(dú)聯(lián)體國(guó)家的輸氣管線，年產(chǎn)能25×104t；大于1420mm的不銹鋼碳素鋼復(fù)合管主要用于輸水。焊管機(jī)組為飛焊機(jī)組，有固定鋼板對(duì)接和移動(dòng)鋼板對(duì)接兩套裝置，4臺(tái)銑邊機(jī)；焊接工藝為先進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w保護(hù)內(nèi)預(yù)焊，再進(jìn)行三絲埋弧內(nèi)、外焊，并保留對(duì)頭管。無(wú)損檢測(cè)采用X光工業(yè)電視(X-TV)和超聲波(UT)探傷，UT不需要耦合劑， 可進(jìn)行管端X光拍片。生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。
圖2 1420～2520mm螺旋埋弧焊管工藝流程圖
2 維克薩不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠(VyksaSteel Works)
聯(lián)合冶金公司(OMK)是俄羅斯第三大不銹鋼碳素鋼復(fù)合管集團(tuán)，公司共有員工4萬(wàn)人，其中維克薩不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠有1.6萬(wàn)人，是OMK集團(tuán)的核心工廠。維克薩不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠有3條ERW、1條UOE和1條JCOE焊管生產(chǎn)線，1條3PE防腐生產(chǎn)線，規(guī)劃一年后再建2條3PE生產(chǎn)線，沒(méi)有內(nèi)涂層生產(chǎn)線。公司質(zhì)量體系方面已獲得API5L和ISO9001證書(shū)。
UOE生產(chǎn)線的“U”成型機(jī)壓制力為5×104t；不銹鋼碳素鋼復(fù)合管規(guī)格為1066.8mm×32mm，最高鋼級(jí)為X80，不銹鋼碳素鋼復(fù)合管長(zhǎng)度為10.5～11.6m，平均11.2m；生產(chǎn)速度為50根/h，年生產(chǎn)能力35×104t。不銹鋼碳素鋼復(fù)合管擴(kuò)徑為管端機(jī)械+水壓擴(kuò)徑。無(wú)損檢測(cè)(NDT)包括X光工業(yè)電視(RT-TV)、超聲波(UT)、磁粉(MT)和滲透(PT)探傷，沒(méi)有管端X光拍片。管廠不做鋼板的UT探傷(鋼板在不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家進(jìn)行逐張超聲波探傷，探傷面積為100%)。
JCOE設(shè)備主要從德國(guó)SMSMEER公司引進(jìn)，不銹鋼碳素鋼復(fù)合管規(guī)格為1422.4mm×47mm，最高鋼級(jí)為X80，不銹鋼碳素鋼復(fù)合管長(zhǎng)度為12.2m，生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力35×104t，JCO成型機(jī)壓制力為1×104t。該生產(chǎn)線正在調(diào)試，據(jù)稱2005年底投產(chǎn)。
3 車(chē)?yán)飦嗁e斯克不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司(ChelyabinskTube RollingPlant)
車(chē)?yán)飦嗁e斯克不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司1942年建廠，是俄羅斯第一家生產(chǎn)UOE不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的生產(chǎn)廠家。工廠質(zhì)量體系方面已獲得API5L和ISO9001認(rèn)證。
車(chē)?yán)飦嗁e斯克不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司生產(chǎn)的508～820mmUOE不銹鋼碳素鋼復(fù)合管為一條焊縫，壁厚最大為12mm； 1020～1220mmUOE不銹鋼碳素鋼復(fù)合管為兩條焊縫，壁厚最大為16mm，不銹鋼碳素鋼復(fù)合管最大長(zhǎng)度為11.8m。2003年生產(chǎn)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管81.3×104t(在俄羅斯排列第二)，2004年超過(guò)90×104t。管廠不做鋼板的UT探傷(鋼板在不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家進(jìn)行逐張超聲波探傷，探傷面積為100%)。不銹鋼碳素鋼復(fù)合管擴(kuò)徑為管端機(jī)械+水壓擴(kuò)徑。無(wú)損檢測(cè)(NDT)包括X光工業(yè)電視(RT-TV)、超聲波(UT)、磁粉(MT)和滲透(PT)探傷，沒(méi)有管端X光拍片。生產(chǎn)線中有鋼板矯平和除銹工序。公司計(jì)劃對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，改造安裝三絲焊和四絲焊，將鋼級(jí)提高到X80，壁厚提高到22mm，焊縫余高控制在2mm以下，不銹鋼碳素鋼復(fù)合管直度控制在0.1%L(1mm/m)以下。公司還計(jì)劃增加內(nèi)、外防腐生產(chǎn)線。
俄羅斯北方不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家簡(jiǎn)介
北方不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家年產(chǎn)55×104t鋼板和155×104t鋼卷。管線鋼鋼板最大幾何尺寸為16mm×2530mm×11600mm(受車(chē)廂限制鋼板的最大長(zhǎng)度為11.6m)；化學(xué)成分為w(C)≤0.09%、w(S)≤0.005%、w(P)≤0.015%、w(N)≤0.010%、w(H)≤0.0003%。2003年為薩哈林-I工程項(xiàng)目生產(chǎn)管線鋼30×104t。不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家超聲波探傷系統(tǒng)有96個(gè)探頭，對(duì)鋼板進(jìn)行逐張超聲波探傷，探傷面積為100%。
熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的特點(diǎn)
(1)可以充分發(fā)揮原材料的成分和力學(xué)性能，用合金含量較低的X52鋼級(jí)板卷可以生產(chǎn)出符合X70鋼級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管。
(2)使用原料鋼級(jí)低，成本低，因?yàn)闊崽幚碛锰烊粴庠诙砹_斯非常便宜。
(3)焊接接頭的組織均勻，焊縫、熱影響區(qū)和母材組織一致。
(4)焊縫的韌性提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
(5)消除殘余應(yīng)力。
據(jù)管材冶金股份有限公司(TMK)介紹，在熱處理過(guò)程中不銹鋼碳素鋼復(fù)合管沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)熱處理裂紋及擴(kuò)展裂紋。1972年開(kāi)始使用以來(lái)，熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管、熱處理與TMCP不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的管道施工對(duì)接沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題。
俄羅斯油氣大學(xué)對(duì)管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的觀點(diǎn)
俄羅斯油氣大學(xué)卓林教授就高強(qiáng)度管線鋼及管線安全可靠性等方面進(jìn)行了廣泛深入的介紹。俄羅斯有12×104km的管線是大口徑不銹鋼碳素鋼復(fù)合管(1020～1420mm)，其中60%用控軋鋼制造，40%用傳統(tǒng)熱軋鋼制造。在高強(qiáng)度管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管開(kāi)發(fā)使用方面，投資商希望盡可能選用高強(qiáng)度管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管，以降低投資成本。設(shè)計(jì)人員也希望使用高強(qiáng)度管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管，以獲得更多的高強(qiáng)度管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管研究方面的投入、獎(jiǎng)勵(lì)等。而運(yùn)營(yíng)商相對(duì)保守，因?yàn)椴还苁鞘裁丛蛞l(fā)的事故風(fēng)險(xiǎn)，都要由運(yùn)營(yíng)商來(lái)承擔(dān)。俄羅斯有20多年使用高強(qiáng)度、大口徑管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的經(jīng)驗(yàn)，積累了大量的腐蝕斷裂方面的數(shù)據(jù)。俄羅斯專家認(rèn)為，控軋工藝本身就為管線發(fā)生腐蝕斷裂留下了一定的隱患。俄羅斯管線腐蝕斷裂一般發(fā)生在距泵站2～3km處，該區(qū)段工作載荷波動(dòng)大，同時(shí)還存在震動(dòng)和溫度變化的影響，易產(chǎn)生管線位移、表面開(kāi)裂，在腐蝕介質(zhì)和載荷作用下而發(fā)生腐蝕斷裂。俄羅斯專門(mén)成立了事故評(píng)定專家委員會(huì)，對(duì)在俄羅斯發(fā)生的重大管線事故進(jìn)行評(píng)定分析。由于管線不銹鋼碳素鋼復(fù)合管損傷累計(jì)和老化，使不銹鋼碳素鋼復(fù)合管承載能力下降，目前俄羅斯不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠生產(chǎn)的70%不銹鋼碳素鋼復(fù)合管用于舊管線的更新維護(hù)。俄羅斯還專門(mén)進(jìn)行了不銹鋼碳素鋼復(fù)合管老化和損傷累計(jì)性能變化對(duì)比分析，分別比較管線上服役20年的不銹鋼碳素鋼復(fù)合管與工廠保留20年的舊不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的性能變化，結(jié)果表明服役不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的承載能力和塑韌性都有明顯下降。
俄羅斯學(xué)術(shù)界趨向性的觀點(diǎn)認(rèn)為，未來(lái)不主張使用控軋鋼，而趨向使用熱處理強(qiáng)化鋼，控軋工藝只適用于X70強(qiáng)度以下鋼級(jí)。關(guān)于高強(qiáng)度X80級(jí)管材的應(yīng)用，俄羅斯一度時(shí)期曾采用過(guò)，但由于技術(shù)上不夠成熟，使用中出現(xiàn)了腐蝕和斷裂問(wèn)題而被全部更換，我國(guó)在使用高強(qiáng)度管材時(shí)必須重視這一問(wèn)題。
對(duì)于控制軋制鋼與熱處理鋼在輸送管制造中的應(yīng)用，由于控軋鋼合金含量低，成本較熱處理鋼低，因此被西方國(guó)家推薦使用。隨著控制軋制技術(shù)的進(jìn)步，控軋鋼的質(zhì)量也在不斷提高。俄羅斯學(xué)術(shù)界趨向性的觀點(diǎn)——“未來(lái)不主張使用控軋鋼，而趨向使用熱處理強(qiáng)化鋼”是在使用早期控軋鋼出現(xiàn)問(wèn)題的情況下得出的，現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)的控軋鋼已克服了早期控軋鋼存在的問(wèn)題，可以用于管線管制造。對(duì)于X80以上鋼級(jí)管線鋼的應(yīng)用，應(yīng)綜合考慮鋼板質(zhì)量、資源、管線中站場(chǎng)管件等配套資源狀況。有些人認(rèn)為只有控軋鋼可以用于管線鋼，甚至在管線管或管線管制造用鋼板技術(shù)條件中明確要求鋼板制造工藝為控制軋制。筆者認(rèn)為，只要能制造出符合要求的管線管，控制軋制、熱處理或其它方法都可以，沒(méi)有一定之規(guī)，應(yīng)結(jié)合管線的具體情況確定。
對(duì)于熱處理不銹鋼碳素鋼復(fù)合管的使用，獨(dú)聯(lián)體以外國(guó)家沒(méi)有用過(guò)，因此，對(duì)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管性能、不銹鋼碳素鋼復(fù)合管對(duì)接工藝性能還需要進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)查、研究、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)。
在伏爾加斯基制管廠螺旋埋弧焊不銹鋼碳素鋼復(fù)合管生產(chǎn)線中，先二氧化碳?xì)怏w保護(hù)預(yù)內(nèi)焊，再二、三絲埋弧內(nèi)外焊；靈敏度1%～1.5%的X光工業(yè)電視；無(wú)耦合劑的自動(dòng)超聲波探傷的工藝特點(diǎn)值得我們關(guān)注、研究。
