為偉大復(fù)興 鋼管業(yè)在做新做強的道路上砥礪前行
----學(xué)習(xí)黨的十九屆六中全會精神的認識和體會
彭在美、于云靖（上海鋼管行業(yè)協(xié)會）
【內(nèi)容提要】鋼管行業(yè)要從百年黨史中汲取力量，重塑鋼管行業(yè)發(fā)展新格局。“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼管制造技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新與變革，在工藝上，無縫鋼管熱裝熱送，開發(fā)在線組織性能調(diào)控；高頻焊管開發(fā)接觸焊。在產(chǎn)品上，開發(fā)低碳（零碳）綠色化，輕量化及壽命延長化鋼管。并推動向高質(zhì)量方向發(fā)展，如在煤化工、煤電機組、核電機組、石油天燃氣鉆井及輸送，在鐵路、水利、建筑、機械和輕工等下游行業(yè)用管方面創(chuàng)新項目上取得很大進展；在融入氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，在氫能儲運環(huán)節(jié)開發(fā)氫氣輸送專用鋼管。同時努力提升鋼管行業(yè)的數(shù)字化水平，從而推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化及產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。
黨的十九屆六中全會立足百年未有之大變局和中華民族偉大復(fù)興大局，對黨的百年歷史成就和歷史經(jīng)驗進行了科學(xué)系統(tǒng)總結(jié)，既是對百年奮斗歷程的回顧，更是對未來開啟新征程的行動指南。中國鋼管行業(yè)要從百年黨史中汲取力量，自覺踐行初心使命，將重塑鋼管行業(yè)發(fā)展新格局，做新做強鋼管產(chǎn)業(yè)。
1、在推進“碳達峰、碳中和”的進程中，引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼管制造技術(shù)的創(chuàng)新與變革。
實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局做出的重大戰(zhàn)略決策，是著力解決資源環(huán)境約束突出問題構(gòu)建人類命運共同體的必然選擇。鋼管行業(yè)要處理好降碳與發(fā)展的關(guān)系，大力推動低碳、零碳、負碳生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，深度關(guān)注新工藝新技術(shù)特別是在工藝的能源結(jié)構(gòu)方面，努力實現(xiàn)新的突破。如推進氫能冶煉技術(shù)的實踐，引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼管制造技術(shù)的全流程減碳工作的開展。
中國鋼管的原料供給，無縫鋼管用鋼坯，焊接鋼管用熱軋板帶鋼。但只有15%的原料是鋼管企業(yè)自己生產(chǎn)，而85%的原料是企業(yè)在市場上采購后進行制造和加工的。這意味著15%自產(chǎn)原料的鋼管企業(yè)，有的是長流程—高爐、轉(zhuǎn)爐冶金企業(yè)，有的是短流程—電爐冶金企業(yè)，例如寶鋼鋼管、鞍鋼鋼管、太鋼鋼管、新冶特鋼鋼管等，這些企業(yè)采用的傳統(tǒng)制造工藝，將受到碳排放“相對約束”以及碳排放總量的“絕對約束”。其肩負著減碳壓力更大，氫冶金工藝開發(fā)的責(zé)任更重。至于85%不自產(chǎn)原料的企業(yè)，并不意味著沒有減碳的責(zé)任，而是要同全行業(yè)一道，在“雙碳”背景下，要推動企業(yè)碳排放減量化發(fā)展，創(chuàng)新低碳化的制造工藝，優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)，技改機電設(shè)備，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。
1.1、中國鋼管產(chǎn)能過剩，新上項目要按低碳化，數(shù)字化來規(guī)劃和設(shè)計，推動產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展。
2020年，我國鋼管產(chǎn)量8954萬噸，產(chǎn)能利用率為75.9%，其中無縫鋼管產(chǎn)量為2787萬噸，產(chǎn)能利用率僅為66.4%；400條螺旋焊管生產(chǎn)線開工率不足60%，不銹鋼管業(yè)也存在產(chǎn)能過剩，估計2020年不銹鋼管產(chǎn)能約400萬噸，不銹鋼管產(chǎn)量約300萬噸，產(chǎn)能利用率為75%【1】。目前，不銹鋼管價格回升較快，企業(yè)效益好轉(zhuǎn)，成為鋼管行業(yè)中的佼佼者，有些企業(yè)毛利率達到20-30%以上。例如浙江久立特材科技有限公司2021年上半年凈利潤增長48.5%，上半年營業(yè)收入同比增長36.6%，至29.6億元。其中高附加值、高技術(shù)產(chǎn)品營業(yè)收占比18%。
由于不銹鋼管效益好，因此，新建不銹鋼管項目據(jù)說有32家企業(yè)動工建設(shè)，14家企業(yè)投產(chǎn)。例如有響水德龍40萬噸/年，松陽寶豐鋼業(yè)14萬噸/年、上上德盛10萬噸/年不銹鋼管項目等已經(jīng)落實土地完成批文，是正在投資興建的項目。此外，還有大量的塑膠管、鋁塑管、鑄鐵管企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)不銹鋼管【2】。對于這種現(xiàn)象，有可能加劇產(chǎn)能過剩。天津市2021年10月份不銹鋼材市場交易量、額環(huán)比分別下降19.96%和21.16%。因此，筆者認為，在當(dāng)前要實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的行業(yè)形勢下，新上鋼管項目其規(guī)劃的設(shè)計應(yīng)當(dāng)按照低碳化、數(shù)字化的要求來實施，摒棄高碳排放產(chǎn)品，以技術(shù)升級推動高端產(chǎn)品發(fā)展。
1.2、低碳化引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼管制造技術(shù)的創(chuàng)新與變革
山東魯麗集團磐金鋼管公司近年來新建兩條ф159毫米連軋管生產(chǎn)線，設(shè)置了鋼坯熱裝熱送工序，使鋼坯在熱狀態(tài)下裝入加熱爐，減少熱量損失，達到加熱爐節(jié)能降耗和縮短加熱時間的效果，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。熱裝熱送技術(shù)是集生產(chǎn)計劃編制、鋼水冶煉、連鑄、鑄坯輸送、加熱軋制和生產(chǎn)調(diào)度管理等一系列技術(shù)為一體的綜合節(jié)能技術(shù)，需要全廠各個部門聯(lián)動協(xié)調(diào)推進。兩條生產(chǎn)線只配備一座步進式加熱爐，利用熱鋸將倍尺管坯切成單倍尺，分別供給兩條軋管生產(chǎn)線生產(chǎn)，這種工藝流程模式屬于全球首創(chuàng)。
寶鋼鋼管全球首創(chuàng)的熱軋無縫鋼管在線組織性能調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)裝備開發(fā)及應(yīng)用，徹底扭轉(zhuǎn)了熱軋無縫鋼管在產(chǎn)品工藝技術(shù)手段上過度依賴合金化和離線熱處理的局面。實現(xiàn)了工藝減量化，在線控冷控軋產(chǎn)品的能耗平均降低了20千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸以上，減少CO2排放50千克/噸，平均制造周期縮短了3天以上，同時以低碳當(dāng)量實現(xiàn)同鋼級高性能管材生產(chǎn)起了重要支撐作用。這也給建設(shè)無縫鋼管生產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)開發(fā)新工藝做出了示范。
熱軋無縫鋼管在線組織性能調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，是在板帶及線材控冷控軋技術(shù)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，受到啟發(fā)后研制成功的。鋼管企業(yè)要關(guān)注其它鋼材企業(yè)的先進生產(chǎn)技術(shù)，“他山之石”可以攻玉。例如高碳簾線鋼生產(chǎn)均采用“兩火成材”工藝，而青島特鋼開發(fā)出“一火成材”工藝，也是全球首創(chuàng)【3】。無縫鋼管生產(chǎn)也是“兩火成材”，如何演變成“一火成材”工藝，不僅可以降低能耗，而且可以提高經(jīng)濟效益。青島特鋼高碳簾線鋼“一火成材”工藝的關(guān)鍵在于應(yīng)用Scheil-Gulliver（非平衡結(jié)晶時的杠桿定律），這可以為無縫鋼管開發(fā)“一火成材”工藝作為重要的參考方向。
從低碳視角，高頻焊管大中型生產(chǎn)線（ф406-ф630毫米）可以用接觸焊取代感應(yīng)焊工藝，從而能夠節(jié)約用電30%-50%；從工藝減量化角度，可以省卻螺旋活套設(shè)備這個環(huán)節(jié)，從而能夠?qū)⒈诤駭U大到20-25毫米，功能和產(chǎn)量得以提高。國外如日本有ф630高頻接觸焊管完整生產(chǎn)機組，國內(nèi)寶雞鋼管公司有ф406高頻接觸焊工藝，這可以為高頻焊管生產(chǎn)線作技改時的參考。
2020年9月28日，由原寶鋼不銹鋼1780毫米熱軋生產(chǎn)線，搬遷到寶鋼德盛的1780毫米熱軋生產(chǎn)線熱負荷試車一次成功。該生產(chǎn)線是在寶鋼原生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進行了升級優(yōu)化和改造而成的，生產(chǎn)品種由200系、300系不銹鋼擴大至400系、超純鐵素體不銹鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼等，實現(xiàn)了不銹鋼產(chǎn)品全覆蓋。這也給目前現(xiàn)有的鋼管生產(chǎn)線以啟示，進行升級、優(yōu)化和改造成低碳模式是可行的。
2、在推進“碳達峰，碳中和”的進程中，引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼管產(chǎn)品的創(chuàng)新與變革
這個問題分六個層次來闡述。
第一個層次，越來越多的鋼鐵下游用戶向綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中，也要求鋼鐵企業(yè)提供綠色低碳鋼材，以減少整個價值鏈上的碳足跡。這意味著在產(chǎn)品生命周期內(nèi)的溫室氣體排放（包括生產(chǎn)、使用和報廢階段）將成為產(chǎn)品設(shè)計和鋼材等原材料采購中越來越重要的因素，尤其是在能源、汽車和建筑領(lǐng)域。2021年3月份，殼牌公司向中國寶武訂購了一批零碳排放生產(chǎn)的鋼管，成為中國“碳中和”鋼鐵產(chǎn)品交易的第一單。這也是中國鋼管行業(yè)向世界表明做新做強的低碳競爭力。2021年5月，沃爾沃汽車公司就將今年開始使用SSAB（瑞士鋼鐵公司）氫冶煉鋼材制造首批概念車；德國鋼廠Salzgitter（薩爾茨吉特）今年年底之前將向梅賽德斯-奔馳的4家德國工廠交付CO2排放減少66%以上的綠色鋼鐵產(chǎn)品。
在國內(nèi)，寶馬汽車公司已經(jīng)要求鋼材供應(yīng)商必須出具產(chǎn)品的生命周期評價結(jié)果，即從生產(chǎn)制造、運輸物流、使用到回收全過程的碳足跡，還要委托相關(guān)機構(gòu)進行評價，不滿足要求就不能成為供應(yīng)商。這一要求將來可能擴展到建筑、裝備等領(lǐng)域。面對國際碳中和的目標(biāo)，誰先實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，誰就能在未來競爭中占據(jù)主動。國內(nèi)85%鋼管企業(yè)是向市場上購買原料，也應(yīng)當(dāng)向賣方提出要附上碳足跡的數(shù)據(jù)，同時，要向?qū)毼滗摴芸待R，生產(chǎn)出CO2排放量減少的綠色產(chǎn)品。
第二個層次是鋼管企業(yè)縮短流程及流程再造后開發(fā)出綠色產(chǎn)品。典型事例是寶鋼鋼管在線組織性能調(diào)控后實現(xiàn)工藝減量化，以低碳當(dāng)量實現(xiàn)同鋼級高性能管材生產(chǎn)。例如石油套管（N80-P110）、抗硫管（110Ksi）、管線管（X52-X70）和結(jié)構(gòu)管（Q355-Q460、20#）等系列熱軋無縫鋼管產(chǎn)品，至目前累計生產(chǎn)量達87萬噸，累計增收45741萬元，其中近三年增收達3.2億元以上。這些高質(zhì)特色化產(chǎn)品已經(jīng)在部分下游重點用戶企業(yè)推廣應(yīng)用。例如BG110S/SS、C110等高強度搞硫化管產(chǎn)品，已經(jīng)批量用于塔里木、中石化西北局的超深井工程中，完全滿足用戶要求。
第三個層次，低碳化要求用鋼材輕量化，2021年3月1日工業(yè)和信息化部部長肖亞慶在答記者問時指出，“從節(jié)能減排方面來看，鋼鐵冶煉能力要大幅壓縮，在這個過程中，要提高標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品性能，在總量不變的情況下，單位用鋼量要進一步降低，比如強度、韌性，鋼種質(zhì)量進一步提升”。“十四五”期間將有2.36億噸鋼的產(chǎn)能陸續(xù)退出。鋼企產(chǎn)能產(chǎn)量“雙限”情況下，提高鋼材（包括鋼管）質(zhì)量和產(chǎn)品性能，實現(xiàn)減量化用鋼具有很大潛力。例如石油天然氣長輸管線為了降低成本，通過提高鋼材鋼級，達到降低鋼管重量。西氣東輸二線工程的主干線長約4816公里，鋼級從X70提高到X80，使得每公里可減少109噸鋼材，則全線可減少鋼材約52.5萬噸，就減少105萬噸以上的CO2排放量。在鋼管品種上，焊管可以替代一部分無縫鋼管，從而減輕重量。例如高精度管線管、油套管和機械管等用HFW焊管（高頻焊管）制造，可以使用戶減少10%或更多的材料消耗。江蘇嘉寶科技制管有限公司HFW焊管生產(chǎn)線就開發(fā)出N80Q和P110鋼級套管和油管。
有專家評估，通過提高鋼材性能和延長使用壽命，可節(jié)約1億噸左右的鋼材消耗。按1噸鋼冶煉會產(chǎn)生2噸CO2的排放，節(jié)約1億噸鋼材可減少2億噸CO2的排放。
第四個層次，低碳化深化了鋼管業(yè)對產(chǎn)品延長壽命是全生命周期的重要環(huán)節(jié)的認識。熱力管道往往因為工作管道（鋼管）內(nèi)壁腐蝕導(dǎo)致失效，達不到設(shè)計壽命。為此，寶雞鋼管公司等研制了耐高溫腐蝕的用于鋼管內(nèi)壁的防腐涂料，最高運行溫度實現(xiàn)了從80℃-130℃的突破，延長了熱力管道的使用壽命。老舊熱力管道因內(nèi)壁腐蝕而需要重新改造，國外從低碳化，環(huán)保綠色化的角度，采用非開挖修復(fù)舊管道的方法，就是通過在舊管道中拉入一根柔性的全塑料管，浸漬環(huán)氧或不飽和樹脂后，用壓縮空氣將塑料管緊貼住舊管的內(nèi)壁，形成整體性防腐內(nèi)壁層。目前國內(nèi)也在使用這種方法修復(fù)市政管道，使舊管道的使用壽命得以延長。
風(fēng)電是新能源的重要組成部分，但風(fēng)電所處的陸上環(huán)境往往是沙漠高溫或是西北高寒無人地區(qū)，或是海上海風(fēng)高腐蝕環(huán)境，維護很不方便。因此，要求風(fēng)電軸承壽命是風(fēng)電全生命周期延長的重要設(shè)備環(huán)節(jié)。國內(nèi)大型風(fēng)電軸承往往因壽命問題而多是引進的國外產(chǎn)品，我國面臨著加快擴大風(fēng)電裝機規(guī)模及提高風(fēng)電軸承國產(chǎn)化率的壓力，這對鋼鐵(鋼管)行業(yè)提出了新的要求，也有了新的突破。在10月17日召開的2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會上，我國軸承企業(yè)研制的國內(nèi)首個陸上4兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機級的單列園錐結(jié)構(gòu)主軸承正式亮相，標(biāo)志著我國大功率風(fēng)力發(fā)電機裝備技術(shù)取得了關(guān)鍵性進展。我國特鋼、不銹鋼管企業(yè)在繼續(xù)開發(fā)高端特種軸承用鋼，如風(fēng)電增速軸承，高檔數(shù)控機床軸承、高溫軸承（≥150℃-180℃），航空發(fā)動機軸承（高氮不銹鋼軸承）等用鋼管。
從生命周期角度來看我國鋼鐵未來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向，在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的前提下，不銹鋼降碳性能優(yōu)于碳鋼，盡管生產(chǎn)每噸不銹鋼碳排放量略高于碳鋼（0.4噸），但耐用性環(huán)境優(yōu)勢更明顯。逐漸增加特殊鋼的比例，提質(zhì)、延壽、減量是方向。
第五個層次，從低碳視角，推動鋼管行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
2021年10月26日，國務(wù)院印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案》，明確要嚴控新增煤電項目，新建機組煤耗標(biāo)準(zhǔn)達到國際先進水平，加快現(xiàn)役機組節(jié)能升級和靈活改造，積極推進供熱改造；加快推進頁巖氣、煤層氣、致密油（氣）等非常規(guī)油氣資源規(guī)模化開發(fā)，大力推動天然氣與多種能源融合發(fā)展，合理引導(dǎo)工業(yè)用氣和化工原料用氣。
鋼管企業(yè)在煤炭行業(yè)低碳化發(fā)展上作出了許多重要貢獻，例如陜煤集團神渭管道5.6萬立方米煤漿輸送管道圓滿成功；2021年11月3日河鋼舞鋼作為主要單位參與完成的“400萬噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目獲國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎，在神華寧煤制油項目中開發(fā)出SA387Gr II臨氫鉻鉬鋼，SA387Gr II鋼為費托反應(yīng)器核心鋼材；林州鳳寶管業(yè)2021年10月26日全力推進煤制氣項目工程建設(shè)，這是建設(shè)“世界知名無縫鋼管企業(yè)”戰(zhàn)略目標(biāo)的重點工程，該工程建設(shè)后每年可發(fā)電1.6億千瓦時，煤炭同比消減12.5%，降低大氣污染及溫室氣體排放。
煤電機組在向630℃以上超超臨界火電機組方向發(fā)展，煤耗標(biāo)準(zhǔn)達到世界先進水平。2021年11月17日包鋼無縫鋼管公司首次向哈爾濱鍋爐廠供應(yīng)高壓鍋爐管，標(biāo)志著具備了向國內(nèi)“三大鍋”（哈爾濱、上海及東方鍋爐公司 ）穩(wěn)定供貨的能力。
2021年3月29日太鋼不銹鋼鋼管公司的超超臨界電站鍋爐用高品質(zhì)耐熱無縫鋼管得到中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會產(chǎn)品開發(fā)市場開拓獎。
酒鋼不銹鋼、碳鋼產(chǎn)品雙雙進入核電領(lǐng)域，近日中標(biāo)我國“十四五”首個開工核電項目—海南昌江核電3號機組工程，已完成了壓水堆核電站用碳鋼及低合金鋼板Q265HRZ35、Q355HRZ35、SA-516Gr70等牌號的工業(yè)試驗，為核電站的過濾器管道、中溫容器管道，安全殼穹頂?shù)汝P(guān)鍵部位提供材料支撐。
2021年10月9日攀鋼高硼不銹鋼中試級別研制取得進展，為解決核電乏燃料貯存用熱中子吸收屏蔽關(guān)鍵材料—高硼不銹鋼管材料的進口替代問題，成功制備出高硼不銹鋼鍛件。
石油天然氣行業(yè)向石油化工產(chǎn)品逐步轉(zhuǎn)型，煉油及化工用高檔用管在增加。近年來，江蘇武進不銹鋼股份有限公司研發(fā)出的高壓臨氫用大口徑厚壁No8825合金不銹無縫鋼管成功替代進口，現(xiàn)已廣泛用于煉油項目；太鋼無縫鋼管公司研發(fā)的高鎳合金N8810大口徑不銹無縫鋼管的冷加工制造獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，并生產(chǎn)了UNS6600、UNS6601、UNS8810等化工項目用管，等等。
在推動頁巖氣、煤層氣、致密油氣等非常規(guī)油氣資源規(guī)模化開發(fā)中，鋼管業(yè)起了重要的作用。2021年10月初，天津鋼管制造的油套管在新疆塔河油田塔深5#井順利完鉆，垂直深度達8950米，打破了亞洲陸上最深井紀錄，該套管具有自主知識產(chǎn)權(quán)，ф177.8mmⅩ12.65mm，TP140V TP-CQ特殊扣套管，得到用戶的好評。2021年7月26日天管生產(chǎn)NC52鉆管應(yīng)用于華北油田頁巖油井4980米深。2021年6月25日我國首個1500米自營超深水大氣田—“深海一號”正式投產(chǎn)，衡陽鋼管開發(fā)的深水立管，攻克“卡脖子”技術(shù)難題，為“深海一號”提供了國產(chǎn)大直徑深水立管和海底管線管 2萬噸。衡陽鋼管2021年10月在新疆塔里木新發(fā)現(xiàn)億噸級油氣田重點探井，特殊扣油管下井深度7399米取得成功。
首鋼京唐公司2021年8月份生產(chǎn)X70、X80管線鋼，應(yīng)用于中海油懇利淺海海底管線鋼項目；河鋼唐鋼2021年9月接單L290M管線鋼約1950噸，應(yīng)用于中俄東線天然氣管道南段工程穿越長江盾構(gòu)項目。寶鋼鋼管2021年上半年生產(chǎn)UOE直縫埋弧焊管ф1219mmⅩ22mm鋼級X80，定尺長度18米，約6170噸，用于中俄東線江蘇段工程。定尺長度18米，是直縫埋弧焊管的最長定尺，在組裝時，全程減少了連接焊縫，有利于省工時及環(huán)保。此外，寶鋼為江蘇濱海LNG項目生產(chǎn)UOE焊管ф914mmⅩ19.1mm，鋼級X70，約4980噸。以上共計1.2萬噸。
鞍鋼股份有限公司入圍中石化2021年度長輸管線框架采購協(xié)議，中標(biāo)4萬噸的供貨量。2021年5月攀鋼中標(biāo)國家管網(wǎng)公司2021年度線路管網(wǎng)鋼板采購項目，入選供應(yīng)商名單，獲得未來建設(shè)西氣東輸四線等國家重大工程項目供貨機會。西氣東輸四線長度約1745公里，管徑ф1219mm，X80鋼級，用鋼管量大。
鞍鋼本鋼地質(zhì)鉆機用鋼SY550、SY500、SW390等牌號產(chǎn)品已經(jīng)在三一重工、徐工集團、中聯(lián)重科等企業(yè)得到應(yīng)用。地質(zhì)鉆桿用鋼年需求量約在18萬噸，本鋼2021年3月份已經(jīng)供貨SY550約3800噸，SY500約288噸和SW390約900噸。
在2021年鐵路建設(shè)中，鋼管應(yīng)用于西藏拉林鐵路雅魯藏布江大橋，中國海拔5000米高的鋼管大橋。鋼管結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑上，衡陽鋼管為重慶來福士摩天大樓250米高空長廊，300米長水晶連廊用鋼管制成橢園形結(jié)構(gòu)，重1噸，助力重慶市2021年鋼管結(jié)構(gòu)新地標(biāo)建筑建設(shè)。鋼管結(jié)構(gòu)替代鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，是綠色產(chǎn)品。
在水利工程上，鋼管也作出了貢獻，2021年10月甘肅引洮水二期骨干工程輸水管，是用酒鋼鋼板制成的螺旋埋弧焊管，總重量約10萬噸。
在機械工程上，2021年5月山鋼股份萊蕪公司開發(fā)叉車新型內(nèi)門架J型鋼管，這是輕型結(jié)構(gòu)，為異形鋼管開發(fā)了新品種。濟鋼生產(chǎn)的冷彎型鋼用于塔機、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)和船舶領(lǐng)域，在國內(nèi)居先進水平，船管國內(nèi)市場占有率位居前列。冷彎型鋼是輕型結(jié)構(gòu)，是焊管產(chǎn)品輕量化的典型代表。
鋼管產(chǎn)品延伸加工鏈要與需求方目標(biāo)一致，例如某企業(yè)在生產(chǎn)445J2鐵素體材料大比例縮徑管時，從延伸加工入手，為空調(diào)配套用管提供服務(wù)，使得產(chǎn)品銷量隨空調(diào)銷量而大增，成為未來的發(fā)展方向之一。
第六個層次，鋼管企業(yè)應(yīng)積極而穩(wěn)妥地融入氫能產(chǎn)業(yè)鏈。
氫（Hydrogen）位于元素周期表之首，原子序數(shù)為1，常溫常壓下為氣態(tài)，低溫高壓下為液態(tài)。它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，主要以化合物的形態(tài)貯存于水（H2O）中。據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2030年，我國氫氣需求量將達到3500萬噸，到2050年將接近6000萬噸，我國氫氣產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的比例將超過30%。氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲運、加注及下游應(yīng)用等環(huán)節(jié)。對鋼管行業(yè)來說，融入氫能產(chǎn)業(yè)鏈中主要是儲運、加注及下游應(yīng)用這三個環(huán)節(jié)。鋼管企業(yè)關(guān)注的環(huán)節(jié)目前集中在氫燃料電池汽車及氫氣長輸管線這兩個儲運環(huán)節(jié)，國內(nèi)外也有采用低合金無縫鋼管。
① 鋼管企業(yè)如何融入燃料電池汽車的運營。
氫燃料電池車在日本、韓國起步早、發(fā)展快。日本2017年底，已經(jīng)擁有氫能汽車超過2000輛，預(yù)計到2025年擁有20萬輛，到2030年達到80萬輛，投用9000座加氫站。韓國2019年擁有氫能汽車4000輛，到2025年建立年產(chǎn)10萬輛的產(chǎn)能，到2040年可達到年產(chǎn)能620萬輛；同時，在公交系統(tǒng)普及氫能汽車，2022年有200輛，到2040年有4萬輛。2040年還將現(xiàn)有的14座加氫站增加到1200座。此外，還在開發(fā)氫能列車。
中國氫燃料電池車2019年全國產(chǎn)、銷量分別為2831輛、2737輛，加氫站28座。到2020年受疫情和政策調(diào)整的影響，氫能汽車產(chǎn)、銷量分別下降到1199輛、1177輛，同比分別下降57.7%和57.0%。（與此同時，電動汽車產(chǎn)銷量上升，2021年10月份產(chǎn)銷量為40萬輛。）據(jù)有關(guān)規(guī)劃，到2035年氫能汽車要達到100萬輛。截止2020年底，投入營運的加氫站101座。我國現(xiàn)有的氫能汽車發(fā)展的瓶頸包括燃料電池耐久性、關(guān)鍵材料及核心零部件進口和氫供給等【4】。電解水制氫，電價占制氫成本的70%。如何降低制氫成本是提高氫能汽車運營能力和與電動或汽油汽車競爭的一個關(guān)鍵因素。
目前各地政府均在布局氫能源發(fā)展規(guī)劃，提升清潔運輸比例，鋼管企業(yè)可以通過加氫站和重卡運輸“柴改氫”等應(yīng)用場景商業(yè)示范，積極探索氫能汽車在城市間、企業(yè)內(nèi)部作為物料運輸用車的車況，從而積累鋼管各項性能的參數(shù)。2019年11月中國第一批氫燃料重型卡車已經(jīng)在寶武集團投入商業(yè)化運行。2021年7月5日，中國寶武攜手上汽集團開啟氫能利用合作。2021年7月7日，中國首臺49噸級氫能重型運輸車在河鋼唐鋼新區(qū)投用，該氫燃料電池貨車是由南京開沃新能源汽車公司生產(chǎn)的。2021年8月28日，河鋼首座加氫示范站在河北省邯鄲市投運，這是我國鋼鐵行業(yè)首個固定式加氫示范站，實現(xiàn)了國內(nèi)首例49噸氫燃料電池重卡的同步運行，河鋼唐鋼美錦煤化工公司引進的氫能源汽車（30噸貨車）于2021年11月正式投運。
但是氫能源產(chǎn)業(yè)還處于培育階段，具有一定的不確定性。商業(yè)模式仍不成熟，氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)部分核心技術(shù)還有完善空間，關(guān)鍵設(shè)備依賴進口，國產(chǎn)化的任務(wù)很重。例如，輸氫有氣態(tài)或液態(tài)方式，目前，我國主要采用20MPa長管拖車氣態(tài)輸氫，與發(fā)達國家45MPa長管拖車的單車運氫能力仍有明顯差距。長管拖車適用于運輸量小（載氫能力300-400千克/車），距離近，用戶分散的場所。大規(guī)模，長距離輸氫，還是要靠管道輸送。
② 鋼管企業(yè)在氫氣和二氧化碳氣體長輸管道的開發(fā)中，探索“氫脆”“止裂”問題。
當(dāng)前鋼企氫冶煉處于試驗階段，用氫量較小，用長管拖車氫輸送可以滿足試驗需要；但鋼企氫冶金試驗完成，轉(zhuǎn)入正常化、規(guī)模化連續(xù)化生產(chǎn)，此時需要大量的、可連續(xù)供給的氫氣。因此，只能是用管道輸送了。所以，現(xiàn)在就開發(fā)氫氣的長輸管線很有必要，包鋼和西部天然氣公司管道輸送氫氣研究合作是頗具遠見卓識的。從另一方面來看，鋼企應(yīng)介入城市氫能儲運環(huán)節(jié)，規(guī)劃建設(shè)配套液氫工廠，利用液氫運輸槽車實現(xiàn)氫能液態(tài)運輸；同時為降低用氫成本，鋼企可利用管道運輸氫氣至自建加氫站。例如河鋼正在京津冀地區(qū)及周邊建設(shè)最大的制（加）氫網(wǎng)絡(luò)和氫能重卡運營平臺，這就是說鋼企在氫能運輸上，要作兩手準(zhǔn)備，一手抓氣態(tài)/液態(tài)輸氫車，一手抓氣態(tài)氫輸送管道，融入城市和汽車行業(yè)的氫能產(chǎn)業(yè)。
國外發(fā)展氫氣長輸管道的工程比較早，截止2019年，美國已經(jīng)有總長約2600公里的輸氫管道，歐洲已有總長約1598公里的輸氫管道。我國發(fā)展滯后，目前長輸氫氣管道總長仍停留在“百公里”級別，總里程約400公里。2014年，中石油管道設(shè)計院設(shè)計了我國首條氫氣長輸管道—濟源至洛陽氫氣管道，全長25公里；管徑ф508毫米，壓力4MPa，輸氫量10.04萬噸/年。近日，中國石油天然氣管道工程有限公司中標(biāo)河北定州—高碑店氫氣長輸管道可行性研究項目，管道全長約145公里，是國內(nèi)目前規(guī)劃建設(shè)的最長氫氣管道。
目前，國內(nèi)氫氣輸送管道布局的態(tài)勢，由于煤炭工業(yè)副產(chǎn)品CO可產(chǎn)生氫氣（CO+H2O=H2+CO2）主要集中在北方地區(qū)；而氫能產(chǎn)業(yè)超前發(fā)展于東部沿海地區(qū)，需求量巨大。因而，南北地區(qū)氫氣管道建成網(wǎng)絡(luò)，對我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義重大。據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書》預(yù)測，我國將于2030年實現(xiàn)輸送氫氣管道的總長度達到3000公里，并于2050年前實現(xiàn)長距離管道運輸。目前儲運氫氣在用合金鋼管，多為30CrMo和316L等，但管道輸送氫氣環(huán)節(jié)中存在的“氫脆”問題等技術(shù)亟待解決。【5】
鋼鐵企業(yè)應(yīng)加快儲運氫材料的研發(fā)，突破氫氣管道的技術(shù)瓶頸【6】。由于氫氣長輸管道建設(shè)難度大，成本高，雖有石油管道設(shè)計和工程建設(shè)部門在設(shè)計和可行性研究上做了許多有成效的實踐和探索，有文獻認為目前輸氫管道在建設(shè)現(xiàn)狀、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、材料選擇、設(shè)計制造、事故后果和安全間距等方面存在許多進步的空間。例如，材料選擇上，美國推薦X42、X52等低強度管線鋼；澳大利亞在試驗利用原有的天然氣長輸管道輸送氫氣的可行性；荷蘭格羅寧根海港已建一條4公里長的增強型熱塑性塑料管把北海風(fēng)力發(fā)電場生產(chǎn)的綠色氫氣輸送到海港的化工廠【7】。可見材料選擇與研究很關(guān)鍵。德國蒂森克魯伯公司將氨作為氫能載體，長距離輸送液態(tài)綠氨至目的地后，轉(zhuǎn)換回氫和氮（2NH3=3H2+N2），然后將氫氣用鋼管輸送給用戶。長距離輸送氨更具有經(jīng)濟優(yōu)勢【8】。
氫冶金帶來的另一個課題是碳捕集、利用與封存（Carbon Capture，Urilization、Storage，簡稱CCUS），是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)技術(shù)組合的重要組成部分。我國鋼鐵業(yè)每年因生產(chǎn)導(dǎo)致排放CO2超過19.6億噸，因此，CCUS任務(wù)很重，其中CO2長距離輸送是鋼管行業(yè)需要開發(fā)的新課題。國外CO2長輸管道起步早，發(fā)展快，例如，美國已有40年設(shè)計、建設(shè)和運營CO2管道的經(jīng)驗，其第一條CO2管道于1972年開始運營，至今已經(jīng)建設(shè)8條CO2管道。其總長度2749公里，管徑ф250-ф762毫米，壓力13.2MPa-18.6MPa。北美有超過6611公里的高壓CO2輸氣管道。歐洲和中東地區(qū)也建設(shè)了多條CO2輸氣管道。例如，土耳其也有了一條。我國至今尚沒有建設(shè)過一條CO2輸氣管道，因此，我國鋼管行業(yè)應(yīng)當(dāng)積極對CO2輸氣管道有關(guān)技術(shù)問題進行前期研究，關(guān)鍵是斷裂控制問題。因篇幅有限，就不詳談了。
3、低碳化促進鋼管行業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展
低碳化要求鋼管工藝減量化、鋼管產(chǎn)品輕量化、企業(yè)管理信息化、車間生產(chǎn)無人化，這些將促進鋼管行業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展。例如，無縫鋼管生產(chǎn)實施熱裝熱送，前已敘述是從煉鋼、連鑄、加熱爐到軋制過程的系統(tǒng)工程，僅靠人員用手工傳遞指令，很難做到信息暢通；而這些通過數(shù)字化管控，就能做到及時、準(zhǔn)確。又如產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，傳統(tǒng)做法是離線操作，產(chǎn)品下線后質(zhì)檢，發(fā)現(xiàn)有問題后也只能判廢，合格率下降；而通過數(shù)字化管控，可以實現(xiàn)在線檢驗，就是在生產(chǎn)線上，邊生產(chǎn)邊檢驗。當(dāng)前一道工序發(fā)現(xiàn)有誤差，后一道工序得到反饋后立即自適應(yīng)作出糾正措施。如此循環(huán)，生產(chǎn)過程與檢驗過程同步完成，可以大大提高成品合格率。河鋼唐鋼一條熱軋生產(chǎn)線便是如此生產(chǎn)的。有些產(chǎn)品的檢驗項目需要在實驗室進行，也可以實現(xiàn)無人化操作。2021年11月23日太重設(shè)計制造的國內(nèi)首套承德建龍?zhí)劁摟?58毫米無縫鋼管智能化生產(chǎn)線試車成功，歸結(jié)一句話，就是由“感官判斷，經(jīng)驗決策“演變成”數(shù)據(jù)判斷，知識決策“。
有專家指出，數(shù)字技術(shù)在未來10年會顛覆中國任何一個產(chǎn)業(yè)【9】。當(dāng)前我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的攻堅期，結(jié)構(gòu)調(diào)整的陣痛期，綠色蝶變的關(guān)鍵期。因此，鋼管企業(yè)要健康、有序、高效推進智能制造落地，共享鋼鐵生態(tài)資源，促進企業(yè)高質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
4、結(jié)束語
“百年來未有之大變局“，對鋼鐵（鋼管）行業(yè)來說，其內(nèi)涵有如下兩個方面：一是”氫冶金“顛覆了百年來煤炭還原煉鐵的傳統(tǒng)工藝，低碳革命掀起綠色風(fēng)暴；二是”數(shù)字化“顛覆了百年來”感官判斷“的傳統(tǒng)思維，掀起了人工智能的頭腦風(fēng)暴。
鋼鐵（鋼管）行業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量“雙控“和”雙碳“（碳達峰、碳中和），迎來了新的發(fā)展階段，面臨新的挑戰(zhàn)和構(gòu)建新的開創(chuàng)格局。
鋼鐵（鋼管）業(yè)著眼現(xiàn)在和面對未來，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化是主攻方向，這里面涵蓋了“氫冶金“賦予鋼管企業(yè)要努力攻堅克難的三個新課題：①無縫鋼管”二火成材“演變?yōu)椤币换鸪刹摹啊＂跉錃忾L輸管道”氫脆“問題；③二氧化碳長輸管道”止裂“問題。中國鋼管業(yè)在做新做強的道路上，不忘初心，砥礪前行。
參考文獻
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