我國(guó)最大管徑、最大壁厚的超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管試制成功。

2024年11月12日，由中國(guó)石油渤海石油裝備制造有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)渤海裝備）自主研制的超臨界二氧化碳輸送用直徑610毫米、壁厚38毫米的直縫埋弧焊管產(chǎn)品順利下線。

“經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品的幾何尺寸、力學(xué)性能均達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)志著我國(guó)最大管徑、最大壁厚的超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管試制成功了，能夠滿(mǎn)足千萬(wàn)噸級(jí)超臨界二氧化碳輸送的需求，在填補(bǔ)我國(guó)‘雙碳’領(lǐng)域產(chǎn)品空白的同時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)了渤海裝備輸送裝備在清潔領(lǐng)域市場(chǎng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力?！辈澈Ｑb備研究院院長(zhǎng)王雷介紹道。

抓住機(jī)遇

CCUS/CCS技術(shù)是國(guó)際公認(rèn)的解決氣候變暖、大規(guī)模減少碳排放，最終實(shí)現(xiàn)碳中和的最有效技術(shù)方案。隨著“雙碳”目標(biāo)任務(wù)的持續(xù)推進(jìn)，CCUS技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模碳減排的托底技術(shù)，在我國(guó)迅速發(fā)展。

作為CCUS產(chǎn)業(yè)鏈中連接上下游的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——長(zhǎng)距離二氧化碳專(zhuān)用運(yùn)輸管網(wǎng)及其配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將成為未來(lái)管業(yè)的重要發(fā)展方向。二氧化碳管道工程建設(shè)迎來(lái)了黃金發(fā)展機(jī)遇。

然而，我國(guó)二氧化碳管道工程建設(shè)起步較晚。為了推動(dòng)我國(guó)二氧化碳管道工程建設(shè)與發(fā)展，亟待對(duì)二氧化碳管道輸送關(guān)鍵難題與核心技術(shù)開(kāi)展系統(tǒng)攻關(guān)。

作為中國(guó)石油產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值鏈上的重要一環(huán)，渤海裝備堅(jiān)決扛起了生態(tài)文明建設(shè)責(zé)任，加快新能源裝備的研發(fā)。抓住這一發(fā)展機(jī)遇，渤海裝備積極承擔(dān)大管徑、大壁厚超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管研發(fā)的重任。

2023年11月，渤海裝備攜手中海油研究總院、中海油能源發(fā)展股份有限公司清潔能源分公司、首鋼技術(shù)研究院、華北管道設(shè)計(jì)院等單位，啟動(dòng)了海底超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管研發(fā)項(xiàng)目，超前開(kāi)展了超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管材料、制造關(guān)鍵技術(shù)、鋼管性能及抗二氧化碳腐蝕規(guī)律研究，搶占清潔能源領(lǐng)域新高地。

積極探索

超臨界二氧化碳輸送，對(duì)管材的低溫韌性和抗二氧化碳腐蝕性有著非常嚴(yán)苛的要求。在二氧化碳管道運(yùn)行過(guò)程中，腐蝕穿孔或外界破壞可能引發(fā)管道泄漏等安全問(wèn)題。這對(duì)管道設(shè)計(jì)、管道材料選擇及完整性管理提出了諸多挑戰(zhàn)。

向二氧化碳管道輸送關(guān)鍵難題與核心技術(shù)發(fā)起沖鋒，渤海裝備針對(duì)二氧化碳輸送管道腐蝕、泄漏擴(kuò)散、裂紋擴(kuò)展等問(wèn)題及適用性管道材料和設(shè)備開(kāi)展了深入研究。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)材料合金成分及金相組織，聯(lián)合國(guó)內(nèi)鋼廠開(kāi)發(fā)出了適用于超臨界二氧化碳輸送的熱軋鋼板。

鋼管試制過(guò)程中，針對(duì)直徑610毫米壁厚38毫米的小口徑大壁厚鋼管成型、擴(kuò)徑、焊材匹配和焊接工藝等技術(shù)難題進(jìn)行精準(zhǔn)分解。通過(guò)不斷優(yōu)化成型、擴(kuò)徑和焊接工藝，精控坡口角度，循環(huán)焊接工藝試驗(yàn)、優(yōu)化焊接參數(shù)，攻克了小口徑大壁厚鋼管的成型工藝和焊縫質(zhì)量控制難題，確保了試制鋼管的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿(mǎn)足超臨界二氧化碳輸送的要求。

通過(guò)開(kāi)展成型擴(kuò)徑模具及工藝、焊接材料及工藝系統(tǒng)研究，攻克了小口徑大壁厚鋼管的幾何尺寸、焊縫質(zhì)量控制以及超高壓力靜水壓試驗(yàn)等技術(shù)難題，鋼管具有高幾何尺寸精度、優(yōu)異的低溫啟裂韌性和延性裂紋擴(kuò)展止裂韌性。

承接試制任務(wù)的巨龍鋼管公司通過(guò)班組會(huì)宣貫戰(zhàn)前分析要點(diǎn)，著重對(duì)預(yù)焊修補(bǔ)和內(nèi)外焊崗位人員在工藝執(zhí)行和設(shè)備運(yùn)行檢查方面提出了更高要求。加大引熄弧板修磨檢查頻次和內(nèi)焊防磨套管、送絲軟管抽查頻率，加密外焊激光跟蹤、宏觀樣檢查，及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)，精確控制焊劑烘烤時(shí)間和溫度，確保每一處細(xì)節(jié)符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。從銑邊到清渣，各個(gè)崗位緊密配合，認(rèn)真細(xì)致高效地完成好每項(xiàng)工作。

攻克了鋼管成型、擴(kuò)徑，焊接材料匹配和焊接工藝制定等技術(shù)難題，2023年12月28日，渤海裝備成功完成了單爐試制，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)均達(dá)到了試制要求。2024年12月17日，產(chǎn)品順利下線。

“新產(chǎn)品的研制成功，使得渤海裝備掌握了該特殊介質(zhì)鋼管關(guān)鍵制造技術(shù)和制造工藝，具備了批量生產(chǎn)該類(lèi)鋼管的規(guī)?；芰?，為實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)超前做好了產(chǎn)品和技術(shù)儲(chǔ)備?！蓖趵渍f(shuō)。

向“質(zhì)”邁進(jìn)

習(xí)近平總書(shū)記指出：“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點(diǎn)?！惫リP(guān)二氧化碳管道輸送關(guān)鍵難題與核心技術(shù)，只是渤海裝備加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的成果之一。

加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，2024年初，渤海裝備研究院?jiǎn)?dòng)了以“比創(chuàng)新、比質(zhì)量、比進(jìn)度、比成果”為主題的勞動(dòng)競(jìng)賽，覆蓋22個(gè)科研項(xiàng)目和創(chuàng)收創(chuàng)效指標(biāo)。專(zhuān)家和工程師“揭榜掛帥”，領(lǐng)銜攻關(guān)，選配專(zhuān)業(yè)人員，形成矩陣式項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。通過(guò)細(xì)化季度考核評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)，加大過(guò)程激勵(lì)力度，鼓勵(lì)早出成果、出好成果，推動(dòng)各科研項(xiàng)目組比著學(xué)、賽著干、爭(zhēng)著上。

“85后”金屬材料研究員王斌和同事，共同承接了《氫氣長(zhǎng)輸管道》《二氧化碳輸送管道關(guān)鍵技術(shù)研究》項(xiàng)目。這兩個(gè)項(xiàng)目分別從碳減排源頭和碳利用處置兩個(gè)方向進(jìn)行新產(chǎn)品、新工藝研發(fā)，對(duì)他們的知識(shí)儲(chǔ)備和研究方法帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。

“作為新時(shí)代的青年科技工作者，我們要接過(guò)老一輩石油人的接力棒，把‘卡脖子’清單變?yōu)楣リP(guān)成果，把一項(xiàng)項(xiàng)的不可能變成可能?！?024年2月22日，在渤海裝備研究院輸送裝備研究中心，王斌堅(jiān)定地表示。

勞動(dòng)競(jìng)賽過(guò)程中，渤海裝備研究院組織科研人員先后到吉林油田二氧化碳捕集埋存與提高采收率開(kāi)發(fā)公司、勘探設(shè)計(jì)研究院、二氧化碳驅(qū)油與埋存試驗(yàn)基地、黑79小井距示范區(qū)、密相二氧化碳注入試驗(yàn)站進(jìn)行調(diào)研。在充分掌握CCUS技術(shù)和裝備應(yīng)用狀況及迫切需求的基礎(chǔ)上，科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)行業(yè)前沿，研發(fā)了CCUS輸送、注采等技術(shù)的應(yīng)用裝備，實(shí)現(xiàn)了超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管項(xiàng)目提前結(jié)題。

加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，助力新能源裝備和技術(shù)發(fā)展，渤海裝備目前已形成了摻氫高壓螺旋鋼管、純氫長(zhǎng)輸直縫鋼管、海底超臨界二氧化碳輸送焊管等油氣輸送綠色裝備集群。

責(zé)任編輯：陸曉如

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