我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展迫切需要石油開采與儲(chǔ)運(yùn)用高性能鋼鐵材料。但是，目前腐蝕問題是制約石油工業(yè)安全、穩(wěn)定、高效化生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)的主要障礙。我國(guó)石油與石化行業(yè)由于腐蝕造成的損失約占石油工業(yè)產(chǎn)值的6%左右，油氣管失效的70%與腐蝕有關(guān)；儲(chǔ)運(yùn)過程中因腐蝕導(dǎo)致的原油、天然氣泄漏將嚴(yán)重污染環(huán)境，大規(guī)模泄漏甚至將導(dǎo)致災(zāi)難性后果。為此，我國(guó)亟須開發(fā)油氣開采與儲(chǔ)運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)。

       四大研究方向與四大考核指標(biāo)

       油氣開采與儲(chǔ)運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)主要包括高硫高酸油氣環(huán)境下低合金鋼的耐腐蝕與強(qiáng)韌化技術(shù)、耐腐蝕船板工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、高強(qiáng)度耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼生產(chǎn)技術(shù)和高強(qiáng)度耐腐蝕油井管用鋼生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)課題的研究?jī)?nèi)容主要包括以下四個(gè)方面：

       第一，系統(tǒng)掌握高硫、高酸油氣環(huán)境中，低合金鋼材料在H2S、SO2、CO2、Cl－和酸性鹽水介質(zhì)，以及上述各種復(fù)雜混合介質(zhì)條件下的腐蝕規(guī)律，研究保證鋼的耐蝕性、強(qiáng)韌性、焊接性要求的成分、工藝控制共性技術(shù)，形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低合金耐腐蝕鋼技術(shù)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并參與有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的修訂。

       第二，研制開發(fā)大型油船用耐腐蝕高強(qiáng)船板鋼，打破國(guó)外技術(shù)的壟斷，形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的油船貨油艙用耐腐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提升我國(guó)高品質(zhì)船板鋼的生產(chǎn)技術(shù)能力。

       第三，開發(fā)X60、X65、X70耐腐蝕熱軋管線鋼板和鋼帶，拓展耐腐蝕管線鋼的品種和規(guī)格，提高我國(guó)耐腐蝕管線鋼的制造水平、生產(chǎn)和應(yīng)用比例，保障我國(guó)石油天然氣集輸和長(zhǎng)距離輸送的穩(wěn)定和安全。

       第四，開發(fā)高耐腐蝕的80ksi～95ksi鋼級(jí)的熱軋鋼帶和ERW鋼管（高頻直縫電阻焊管），實(shí)現(xiàn)以ERW鋼管替代無(wú)縫鋼管的重大技術(shù)變革，實(shí)現(xiàn)我國(guó)耐腐蝕油套管的低成本高效化生產(chǎn)和應(yīng)用。開發(fā)80ksi～125ksi鋼級(jí)的高抗擠抗硫系列無(wú)縫套管，提高無(wú)縫石油套管的制造和應(yīng)用水平。

       同時(shí)，該課題還設(shè)立了四大考核指標(biāo)。

       其一，建立油船貨油艙用耐蝕鋼IMO標(biāo)準(zhǔn)腐蝕評(píng)價(jià)環(huán)境，建立船用耐蝕鋼對(duì)比鋼體系，研制的實(shí)驗(yàn)室材料與配套焊接材料滿足船體鋼標(biāo)準(zhǔn)和IMO標(biāo)準(zhǔn)要求。

       其二，開發(fā)315MPa和355MPa級(jí)，厚度規(guī)格8mm～45mm的油船貨油艙用耐蝕鋼板，工業(yè)試制鋼板綜合性能滿足船體鋼標(biāo)準(zhǔn)要求，耐蝕性滿足國(guó)際海事組織《貨油艙腐蝕防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》要求；形成船用耐蝕鋼技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品通過船級(jí)社認(rèn)證。

       其三，形成X60、X65抗酸性管線鋼批量生產(chǎn)能力，開發(fā)X70抗酸性管線鋼，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度抗酸性管線鋼的國(guó)產(chǎn)化。產(chǎn)品力學(xué)性能滿足API－5L標(biāo)準(zhǔn)，腐蝕性能滿足NACETM0284-96和NACETM0177-2005標(biāo)準(zhǔn)，鋼板的厚度規(guī)格為12.0mm～26.0mm，鋼帶的厚度規(guī)格為6.0mm～20.0mm。

       其四，開發(fā)80ksi～95ksi強(qiáng)度級(jí)別熱軋鋼帶和ERW鋼管，鋼管力學(xué)性能滿足ISO11960標(biāo)準(zhǔn)要求，耐腐蝕性能滿足NACETM0284-96和NACETM0177-2005標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)80ksi～125ksi鋼級(jí)高抗擠抗硫系列套管產(chǎn)品，材料性能滿足ISO11960標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品抗硫化物應(yīng)力開裂性能符合ISO11960標(biāo)準(zhǔn)和NACE15156-2檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中125ksi鋼符合國(guó)際通行的“緩沖酸性環(huán)境mildsourservice”檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

       三大技術(shù)研究獲得階段性進(jìn)展

       油船貨油艙用耐蝕鋼研制。該課題先后通過建立滿足IMO標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、傳統(tǒng)船板的耐蝕性實(shí)驗(yàn)考核，成功突破耐蝕船板合金設(shè)計(jì)和工藝關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了船用耐蝕鋼的批量工業(yè)化試制。

       目前，船用耐蝕鋼國(guó)產(chǎn)化工作已經(jīng)突破了材料研發(fā)與檢測(cè)核心技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)試制。工業(yè)鋼板各項(xiàng)指標(biāo)滿足IMO耐蝕鋼標(biāo)準(zhǔn)和船級(jí)社規(guī)范要求，造船工藝性能與傳統(tǒng)船板相當(dāng)，成本增量低于涂層成本。同時(shí)，配套氣保焊材料也已經(jīng)研制到位，具有較小的應(yīng)用技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，國(guó)產(chǎn)船用耐蝕鋼已經(jīng)具備應(yīng)用研究和考核條件。

       耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼研制。目前，該課題已完成了X60~X80系列試驗(yàn)鋼的冶煉工作，接下來(lái)計(jì)劃考察C、Mn含量的變化對(duì)耐硫化氫腐蝕性能的影響和夾雜物對(duì)硫化氫耐蝕性的影響，同時(shí)，通過對(duì)不同軋制和熱處理工藝獲得不同形態(tài)的顯微組織，考察不同組織對(duì)硫化氫耐蝕性的影響。

       此外，該課題還完成高鋼級(jí)的X70~X120系列試驗(yàn)鋼的冶煉工作，通過改變TMCP（控軋控冷）工藝制度，改變管線鋼的組織，研究不同組織管線鋼的抗HIC（氫致裂紋）、SSCC（硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋）性能。

       高強(qiáng)度耐腐蝕油井管用鋼生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)課題主要開發(fā)抗硫ERW焊接套管和抗硫抗擠無(wú)縫套管的關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成高性能抗硫焊接套管和抗硫抗擠無(wú)縫套管的批量生產(chǎn)能力，生產(chǎn)出規(guī)格、鋼級(jí)齊全的系列產(chǎn)品并批量應(yīng)用，滿足高含硫油氣田開采開發(fā)的需求。

       目前，我國(guó)油氣開采與儲(chǔ)運(yùn)用耐蝕鋼的開發(fā)和應(yīng)用尚處于起步階段。耐腐蝕油船貨油艙用鋼板、耐腐蝕石油天然氣集輸和長(zhǎng)距離輸送用管線鋼、耐腐蝕油井管等關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)十分迫切。這對(duì)打破國(guó)外技術(shù)和產(chǎn)品壟斷，形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐腐蝕系列油船貨油艙鋼板、管線鋼、油井管生產(chǎn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提升我國(guó)鋼鐵材料的品種質(zhì)量水平以及提高我國(guó)鋼鐵工業(yè)、船舶制造業(yè)和石油鋼管制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力意義重大。
 

責(zé)任編輯：李凌

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