渤海裝備：搶占二氧化碳管輸新高地

我國最大管徑、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，由中國石油渤海石油裝備制造有限公司（以下簡稱渤海裝備）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品順利下線。

“經檢測，產品的幾何尺寸、力學性能均達到了技術標準要求，標志著我國最大管徑、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，能夠滿足千萬噸級超臨界二氧化碳輸送的需求，在填補我國‘雙碳’領域產品空白的同時，進一步增強了渤海裝備輸送裝備在清潔領域市場的產品競爭力。”渤海裝備研究院院長王雷介紹道。

抓住機遇

CCUS/CCS技術是國際公認的解決氣候變暖、大規模減少碳排放，最終實現碳中和的最有效技術方案。隨著“雙碳”目標任務的持續推進，CCUS技術作為實現大規模碳減排的托底技術，在我國迅速發展。

作為CCUS產業鏈中連接上下游的關鍵環節——長距離二氧化碳專用運輸管網及其配套基礎設施建設，將成為未來管業的重要發展方向。二氧化碳管道工程建設迎來了黃金發展機遇。

然而，我國二氧化碳管道工程建設起步較晚。為了推動我國二氧化碳管道工程建設與發展，亟待對二氧化碳管道輸送關鍵難題與核心技術開展系統攻關。

作為中國石油產業鏈價值鏈上的重要一環，渤海裝備堅決扛起了生態文明建設責任，加快新能源裝備的研發。抓住這一發展機遇，渤海裝備積極承擔大管徑、大壁厚超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管研發的重任。

2023年11月，渤海裝備攜手中海油研究總院、中海油能源發展股份有限公司清潔能源分公司、首鋼技術研究院、華北管道設計院等單位，啟動了海底超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管研發項目，超前開展了超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管材料、制造關鍵技術、鋼管性能及抗二氧化碳腐蝕規律研究，搶占清潔能源領域新高地。

積極探索

超臨界二氧化碳輸送，對管材的低溫韌性和抗二氧化碳腐蝕性有著非常嚴苛的要求。在二氧化碳管道運行過程中，腐蝕穿孔或外界破壞可能引發管道泄漏等安全問題。這對管道設計、管道材料選擇及完整性管理提出了諸多挑戰。

向二氧化碳管道輸送關鍵難題與核心技術發起沖鋒，渤海裝備針對二氧化碳輸送管道腐蝕、泄漏擴散、裂紋擴展等問題及適用性管道材料和設備開展了深入研究。

研發團隊通過優化設計材料合金成分及金相組織，聯合國內鋼廠開發出了適用于超臨界二氧化碳輸送的熱軋鋼板。

鋼管試制過程中，針對直徑610毫米壁厚38毫米的小口徑大壁厚鋼管成型、擴徑、焊材匹配和焊接工藝等技術難題進行精準分解。通過不斷優化成型、擴徑和焊接工藝，精控坡口角度，循環焊接工藝試驗、優化焊接參數，攻克了小口徑大壁厚鋼管的成型工藝和焊縫質量控制難題，確保了試制鋼管的各項性能指標均滿足超臨界二氧化碳輸送的要求。

通過開展成型擴徑模具及工藝、焊接材料及工藝系統研究，攻克了小口徑大壁厚鋼管的幾何尺寸、焊縫質量控制以及超高壓力靜水壓試驗等技術難題，鋼管具有高幾何尺寸精度、優異的低溫啟裂韌性和延性裂紋擴展止裂韌性。

承接試制任務的巨龍鋼管公司通過班組會宣貫戰前分析要點，著重對預焊修補和內外焊崗位人員在工藝執行和設備運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，及時調整焊接參數，精確控制焊劑烘烤時間和溫度，確保每一處細節符合工藝標準。從銑邊到清渣，各個崗位緊密配合，認真細致高效地完成好每項工作。

攻克了鋼管成型、擴徑，焊接材料匹配和焊接工藝制定等技術難題，2023年12月28日，渤海裝備成功完成了單爐試制，各項檢測數據均達到了試制要求。2024年12月17日，產品順利下線。

“新產品的研制成功，使得渤海裝備掌握了該特殊介質鋼管關鍵制造技術和制造工藝，具備了批量生產該類鋼管的規模化能力，為實現‘雙碳’目標超前做好了產品和技術儲備。”王雷說。

向“質”邁進

習近平總書記指出：“發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點。”攻關二氧化碳管道輸送關鍵難題與核心技術，只是渤海裝備加快發展新質生產力的成果之一。

加快發展新質生產力，2024年初，渤海裝備研究院啟動了以“比創新、比質量、比進度、比成果”為主題的勞動競賽，覆蓋22個科研項目和創收創效指標。專家和工程師“揭榜掛帥”，領銜攻關，選配專業人員，形成矩陣式項目團隊。通過細化季度考核評比標準，加大過程激勵力度，鼓勵早出成果、出好成果，推動各科研項目組比著學、賽著干、爭著上。

“85后”金屬材料研究員王斌和同事，共同承接了《氫氣長輸管道》《二氧化碳輸送管道關鍵技術研究》項目。這兩個項目分別從碳減排源頭和碳利用處置兩個方向進行新產品、新工藝研發，對他們的知識儲備和研究方法帶來了全新的挑戰。

“作為新時代的青年科技工作者，我們要接過老一輩石油人的接力棒，把‘卡脖子’清單變為攻關成果，把一項項的不可能變成可能。”2024年2月22日，在渤海裝備研究院輸送裝備研究中心，王斌堅定地表示。

勞動競賽過程中，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發公司、勘探設計研究院、二氧化碳驅油與埋存試驗基地、黑79小井距示范區、密相二氧化碳注入試驗站進行調研。在充分掌握CCUS技術和裝備應用狀況及迫切需求的基礎上，科研項目團隊瞄準行業前沿，研發了CCUS輸送、注采等技術的應用裝備，實現了超臨界二氧化碳輸送用直縫埋弧焊管項目提前結題。

加快發展新質生產力，助力新能源裝備和技術發展，渤海裝備目前已形成了摻氫高壓螺旋鋼管、純氫長輸直縫鋼管、海底超臨界二氧化碳輸送焊管等油氣輸送綠色裝備集群。

責任編輯：陸曉如

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