无缝钢管质量保证措施及鞍钢应采取的对策张志勤（鞍钢情报研究所）世界各国都致力于提高钢管生 产质量的研究，采取一系列措施，普遍都建立了钢管的质量保证体系．为使鞍钢无缝钢管重新跃居 国内先进行列，并达到国际先进水平，一定要加强管理，实行专业化生产，增强质量意识，建立完 整的钢管质量管理体系．关键词无缝钢管，
质量控制，对策ｌ前言无缝钢管是一种重要的钢材，广 泛地用于航空、航天、石油、地质、核电、锅炉、汽车、化工、造船、医学等领域。因此对于无缝 钢管的质量要求一般严于极带、型钢等品种。随着科学技术的不断发展，对开发超深油井、建立发 电站和核电站．耐寒冷和耐腐蚀的输送管线等，都需要高质量的无缝钢管。近年来，世界各国都致 力于提高钢管生产质量（特别是实物质量）的研究，采取了有效的措施，普遍建立了钢管的质量保 证体系。本文概述无缝钢管的质量保证措施及鞍钢无缝钢管生产今后应采取的对策。２无缝钢管质 量保证措施概述２．ｌ无缝钢管的标准逐年加严无缝钢管，特别是石油用管、锅炉用管等使用条件 相当恶劣、因此对钢管用钢以及钢管质量要求十分严格，必须按专门的标准或技术条件生产和检验 ，现在国际上普遍采用国家（行业标准）、企业的内控标准以及用户补充的技术条件三者相结合的 办法对无缝钢管进行生产和检验。通常，内控标准比国家或行业标准严格得多，也比用户补充技术 条件严格。只有上述三者结合起来，才能确保生产出的无缝钢管实物质量达到国际上先进的“均质 ”交货水平，具有竞争力。所谓“均质”也就是指钢管在高精度的基础上。整根、整批钢管成分波 动范围小、性能稳定，内在与外在质量稳定。以石油专用管为例，世界各国普遍采用国际公认的Ａ ＰＩ（美国石油学会）标准，我国无缝钢管生产厂也于１９８６年全部采用该标准生产石油专用管 。但按ＡＰＩ标准生产并不意味着达到了国际先进水平，因为ＡＰＩ标准化工作的目的是“致力于 油田设备的安全与互换”，它仅是对石油专用管的最低要求，只有采用更严格的用户补充技术条件 和企业内控质量标准，并将这三者有机地结合起来，才能生产高质量、具有竞争能力的石油专用管 。高标准体现在以下几方面；（ｌ）高精度①热轧无缝钢管壁厚偏差由土１２．５％提高到土５～ ８％；冷轧管的壁厚偏差由土１０％提高到土３～５％。②钢管外径公差由土１．２５％提高到土 ０．５％；冷拔（轧）管可在土０．２％以下。＠钢管的平直度由１．ｓｍｍ／ｍ提高到０．３。 １．ｏｍｍ／ｍｏ④钢管内外表面要求无缺陷或少缺陷，整根、整批钢管表面一样光洁。⑤钢管长 短基本一致，端部切齐，有些品种要求倒棱。（２）高性能①化学成分波动范围小基本成分波动范 围如下：Ｃ为０．０２～０．０３％、Ｓｔ为０．０３～０．０５％、Ｍｎ为０．０４～０．０５ ％、ＳＭＯ．０２％，Ｐ＜０．０２５％。有害元素含量范围如下：Ｃｕ＜０．２％，Ｓｎ＜０． ０２％，ＡＳ＜０．０３％。气体含量（ＰＰｍ）为：Ｈ。＜２，Ｏ：＜５～２５，ＮＺ＜８０～ １２０。②性能稳定每根、每批钢管性能基本一致。２．２采用先进炼钢Ｘｉ艺冶炼钢管用钢并采 用连铸管坯管坯的质量在无缝钢管生产中占举足轻重的地位，没有高质量的管坯，即使有高精度的 轧机也生产不出高质量的钢管。在熔炼方面，可以采用铁水预处理以及转炉精炼工艺和许多炉外精 炼工艺来显著提高钢的质量。无论是对无缝钢管还是焊接钢管，都愈来愈多地提出超过标准（ＡＰ Ｉ、ＤＩＮ等标准）的成分要求。不但限制了碳含量、磷含量、硫含量和气体含量，而且在管坯的 一些特殊供货标准中还限制Ｐｈ，Ｓｎ，Ａｓ等十种有害痕量元素的含量。用现代化的钢包精炼设 备不仅可以满足上述这些要求，而且还明显提高钢的成分命中率及成分均匀性。此外，随着连铸技 术的不断发展，越来越多的钢管生产厂家采用了连铸管坯，这样既可降低生产成本，又可提高产品 质量。目前，美国连铸管坯占其无缝管生产能力的６０～７０％，日本的无缝钢管厂９０％以上采 用连铸坯。此外，意大利达尔明厂，德国曼内斯曼公司、阿根廷锡达卡厂等均１００％采用连铸管 坯。我国的成都无缝钢管厂、大市无缝钢管厂等也均有国际上先进的圆管坯连铸机。２．３轧管机 组向专业化、连续化方向发展自８０年代以来，世界上新工艺、新设备层出不穷，如限动或半浮动 芯棒连轧管机，ＣＰＥ轧管工艺，新型狄舍尔轧管机，狄舍尔斜轧穿孔机，推轧穿孔机（ＰＰＭ） ，新型菌式穿孔机，特朗斯瓦尔型轧管机，单槽双机架跟踪式自动轧管机，三辊行星轧管机（ＰＳ Ｗ），小型ＭＰＭ轧机等，都为提高钢管轧制精度和改善产品质量做出了突出贡献。轧管机组向专 业化、连续化的方向发展。（ｌ）专业化为提高无缝钢管质量，生产逐步向炼钢、管坯、轧制、精 整、检验乃至整个生产线专业化方向发展，具体表现为：①工厂微型化、集中化近年来，世界上钢 管年产量在５０～１００万ｔ的专业厂发展很快，也就是行家们所说的“三·一工厂”。“三·一 工厂”的主体设备包括ｌ～２座电炉、ｌ～２台连铸机，ｌ～２台专用轧机。这种工厂利用本地区 的大量废钢加上少量的海绵铁，通过高功率电炉进行快速冶炼，并直接与连铸机匹配，浇铸连铸坯 ，管坯直接热送到轧机。产品大部分为本地区消费。另外，由于钢管产品品种和规格多，国外许多 联合企业中的钢管生产厂也纷纷合并成为专业化钢管生产厂，以集中生产各种专用无缝钢管。如德 国曼内斯曼公司因轴承钢管生产的特殊性已不再生产这类钢管，于１９７０年与特殊钢公司（ＤＥ Ｗ）合资组成滚珠轴承钢管公司。该公司拥有中小两种规格的三辊轧机和一些冷轧、冷拔机。目前 ，世界各国的钢管生产专业化程度都很高。前苏联是世界上钢管产量最高的国家，生产能力约为７ ００～８００万ｔ／ａ，主要生产厂为第一乌拉尔新钢管厂、尼科波利南方钢管厂、阿塞拜疆轧管 厂和李卜克内西轧管厂。日本无缝钢管的生产能力约为６５０万ｔ／ａ，主要生产厂为住友金属公 司、ＮＫＫ、新日铁八幡厂和川崎公司知多厂。美国无缝钢管生产能力约为６３０万ｔ／ａ，主要 生产厂为巴布科克·威尔科克斯公司和杨斯顿钢管和薄板公司。德国无缝钢管生产能力约３００万 ｔ／ａ，曼内斯曼公司的生产能力占２／３。意大利的无缝钢管６０％以上由达尔明公司生产。英 国和法国也是如此，如由国营英钢联钢管分部经营的三个工厂都是专业化厂，法国钢管９０％以上 由瓦卢克公司生产。尽管世界各国的钢管轧机建设及组合方式不完全相同，但任何一种组合方式都 说明国外在钢管生产方面都非常重视专业化、集中化，力求在一个企业里配置不同规格和类型的钢 管轧机，生产不同品种、规格和质量的钢管，以提高企业生产灵活性和适应性，满足市场需求，增 强竞争能力。②轧机专业化有的工厂一个轧机主要生产某个品种的专用产品。如ＮＫＫ（日本钢管 公司）ｄｉ２４５ＭｐＭ轧机专门用于年生产５０万ｔ石油套管。③精整线专业化许多轧管厂，在 冷床后布置了一条至二条甚至三条专用管精整线，分别用于生产石油管、锅炉管和机械加工用管等 。这些专用精整线是由专用设备组合的，能够满足现代精细加工的要求，达到了提高质量、产量， 以增加专用管材效益的目的，年产量多为２０～２５万ｔ。（２）连续化无缝钢管生产从炼钢到轧 管、由冷送向热送发展；从轧管到石油管车丝加工直至成品包装，由分段作业方式发展到整条作业 线，既节约能源，提高效益，又保证质量。连续化的主要手段是自动化。在整个无缝钢管生产线上 ，从单机局部自动化（用微机控制）向整条作业线，直至整个车间（从原料到成品发货）自动化发 展。例如，日本川崎钢铁公司知多厂在１９７８年投产的新型ｄｉ２５．５自动轧管机应用了过程 计算机控制的自动轧制系统。由于对自动轧管机的第一、第二道次采用压下量的计算模型，其壁厚 公差最大提高约１％。自动设定最佳轧制条件和长度控制模型，降低了切头切尾率，收得率提高近 ３％，而计算机控制加热炉，降低能耗１０％。２．４严密的在线和离线检查目前，国际上先进的 无缝钢管主产厂家在重视原料质量及工艺控制的同时，也非常重视在线和离线检验。从原料准备、 冶炼、铸锭、轧制、热处理直至成品包装的生产线，都配备完善的化学成分分析、杂质和气体分析 、金相检验、机械性能检验、水压试验、无损探伤和部分实物模拟试验等质量检测仪器设备。各个 生产工序都有明确的检查试验项目、检验要求和依据的标准。鉴于裂纹、折叠、表面损伤等缺陷的 严重危害作用，各厂家的在线检验都把无损探伤（ＮＤＴ）列于重要位置。以石油专用管的生产为 例，一般都要经过４～６次无损探伤。常用的无损探伤方法有超声波、涡流、漏磁、荧光、染色浸 透探伤等。因无损探伤技术是以物理效应为基础的，故在钢管生产中应根据产品的用途、标准要求 、缺陷的特征和部位，选择合适的无损探伤方法，有时也可以是两种甚至几种无损探伤方法的组合 ，见表１，２。表１常用无损探伤检测方法比较在２用台的缺陷及检测方法２．５建立健全无缝钢 管质量保证体系现今，无缝钢管市场竞争日趋激烈，各国无缝钢管生产厂家都致力于提高无缝钢管 的产品质量，特别是提高实物质量，降低生产成本。产品质量已是企业在竟争中立于不败之地的关 键因素。在质量概念上，从传统的“规格符合性”发展到满足用户的“适用性”。也就是说，过去 满足于达到ＡＰＩ标准、ＪＩＳ标准、ＤＩＮ标准等，而现在则是以达到用户提出的补充技术条件 或更严格的企业内控标准，“均质”交货为准则。为达到上述高标准质量要求，一些先进的无缝钢 管生产厂除采取前面所述的四种措施之外，还普遍建立了钢管质量保证体系，即从新产品开发到大 批生产、销售、服务都有一套严密的质量保证措施和工作制度，并利用计算机进行自动化管理，使质量管理工作系统化、制度化。以日本的一些无缝钢管生产厂为例，它们一切为用户服务的质量管理思想贯彻在从生产、销售、服务整个过程中。它们都将科研作为质量保证体系中的一个重要组成部分。如日本住友金属、日本钢管、）１１崎、新日铁等公司，都建立了规模很大的中央技术研究
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