業(yè)界周知,耐蝕鋼是不銹鋼的一種,其耐腐蝕程度比不銹鋼更好,是在某些強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中能抵抗侵蝕的鋼。
在技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段 , 耐蝕鋼是最重要的結(jié)構(gòu)材料之一。近年來(lái)耐蝕鋼的發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要部門——化學(xué)工業(yè) , 飛機(jī)制造業(yè)、原子能動(dòng)力、低溫技術(shù) , 宇宙空間開(kāi)發(fā)緊密地聯(lián)系在一起。
目前,我國(guó)耐蝕鋼重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用方向?yàn)楹娇蘸教祛I(lǐng)域耐蝕鋼研發(fā)應(yīng)用、船用油艙耐蝕鋼板研發(fā)應(yīng)用、鐵道火車用高耐蝕型耐候鋼研發(fā)應(yīng)用、油氣輸送管用鋼及油井管用鋼的研發(fā)應(yīng)用等方面。
科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼說(shuō)過(guò),鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一,應(yīng)促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),其中包括大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、特鋼、以及合金鋼等新材料。
開(kāi)發(fā)和應(yīng)用耐蝕鋼是我國(guó)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)和重大工程建設(shè)的需要
無(wú)論從國(guó)家資源節(jié)約、構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)的角度考慮,還是從下游行業(yè)需求的角度考慮,開(kāi)發(fā)和應(yīng)用耐蝕鋼都具有重大意義。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的資源、環(huán)境壓力越來(lái)越大,鋼材作為基礎(chǔ)性材料,僅僅滿足使用性能要求是不夠的,還要根據(jù)使用條件和應(yīng)用環(huán)境具備相應(yīng)的耐腐蝕、耐候、耐磨等性能,延長(zhǎng)鋼材的使用壽命,才能滿足國(guó)家提倡的高效化、綠色化發(fā)展方向。然而,目前我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品利用效率仍存在問(wèn)題。我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值占世界的比例在 10% 左右,而粗鋼產(chǎn)量占到全球的約 50%。這固然與不同國(guó)家處于不同的發(fā)展水平,具有不同的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān),但是也說(shuō)明我國(guó)鋼材產(chǎn)品消費(fèi)存在結(jié)構(gòu)不合理,使用效率低等問(wèn)題。我國(guó)鋼材產(chǎn)品檔次低是導(dǎo)致這一問(wèn)題的原因之一,而鋼材腐蝕問(wèn)題是另一個(gè)需要引起高度重視的問(wèn)題。
雖然從行業(yè)角度來(lái)看,鋼材作為可循環(huán)的材料,循環(huán)周期越短,鋼材需求市場(chǎng)越大,對(duì)行業(yè)越有利,但是從社會(huì)角度來(lái)看,鋼材消耗越少,效率越高越好。如果鋼材循環(huán)快,甚至腐蝕成為無(wú)用的鐵銹,將是社會(huì)資源的極大浪費(fèi)。
因此從社會(huì)角度考慮,提高鋼材使用壽命,雖然有些產(chǎn)品可能會(huì)增加一定的制造成本,但是在鋼材整個(gè)生命周期內(nèi)能夠節(jié)約資源能源,對(duì)社會(huì)帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)。
另一方面,開(kāi)發(fā)和應(yīng)用耐蝕鋼可以滿足我國(guó)重大工程建設(shè)的需要。目前我國(guó)石油管線、海洋工程等一系列項(xiàng)目的建設(shè)都對(duì)耐蝕鋼提出需求。據(jù)資料顯示,將來(lái)世界 40% 的石油將來(lái)自于深海,深海石油和天然氣將成為今后能源的重要來(lái)源。隨著開(kāi)發(fā)的深入,油氣資源的開(kāi)采難度日益增大,各種苛刻腐蝕條件的油氣井大量出現(xiàn)。雖然不銹鋼、高合金鋼可以滿足需求,但是成本高昂。開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)耐腐蝕低合金鋼,滿足高端石油天然氣行業(yè)、海洋工程用鋼的需求是當(dāng)前和相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)需要關(guān)注和研究的方向。
我國(guó)耐蝕鋼開(kāi)發(fā)進(jìn)展和典型項(xiàng)目
近年來(lái),我國(guó)政府、行業(yè)組織、鋼鐵企業(yè)以及應(yīng)用行業(yè)都對(duì)耐蝕鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用越來(lái)越重視。國(guó)家科技部專門設(shè)立了耐蝕鋼領(lǐng)域的國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題研究。依托這些課題項(xiàng)目,2010 年中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、鞍鋼集團(tuán)、中國(guó)鋼研發(fā)起,相關(guān)企業(yè)、高校、科研院所參加,共同成立了耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,致力于以相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求和各方的共同利益為基礎(chǔ),以提升耐蝕鋼產(chǎn)業(yè)盈利能力為目標(biāo),推動(dòng)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),鋼鐵產(chǎn)品的減量化,促進(jìn)和帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前相關(guān)課題項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收,具體開(kāi)發(fā)情況介紹如下。
(1)油船貨油艙用耐腐蝕鋼板工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)本課題由鞍山鋼鐵集團(tuán)公司承擔(dān)。
2011-2014 年,鞍鋼聯(lián)合國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、用戶企業(yè)及船東開(kāi)展了油船貨油艙用耐腐蝕鋼的研制開(kāi)發(fā)及應(yīng)用技術(shù)研究。通過(guò)船用耐蝕鋼的實(shí)驗(yàn)室研究和多輪工業(yè)試制,系統(tǒng)全面地掌握了油船貨油艙用耐腐蝕鋼耐蝕成分設(shè)計(jì)、冶煉、精煉與連鑄、軋制等關(guān)鍵的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。開(kāi)發(fā)的油船貨油艙用耐腐蝕鋼經(jīng)過(guò) 30 個(gè)月的實(shí)船腐蝕試驗(yàn)考核,評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果表明 : 國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的油船貨油艙用耐蝕鋼的耐腐蝕性能優(yōu)異,腐蝕速率滿足船級(jí)社規(guī)范及 IMO 標(biāo)準(zhǔn)要求。采用鞍鋼油船貨油艙用耐腐蝕鋼板改裝建造的國(guó)內(nèi)第一艘示范應(yīng)用油船“大慶 435號(hào)”順利完工并下水試航,實(shí)現(xiàn)了油船貨油艙用耐腐蝕鋼的實(shí)船應(yīng)用,標(biāo)志著我國(guó)自主研制開(kāi)發(fā)的船用耐腐蝕鋼的關(guān)鍵核心技術(shù)獲得突破。
通過(guò)本課題的研究,我國(guó)已全面掌握了油船貨油艙用耐腐蝕鋼生產(chǎn)和應(yīng)用評(píng)價(jià)技術(shù),并順利通過(guò)了相關(guān)船級(jí)社的認(rèn)證,標(biāo)志著我國(guó)自主研制開(kāi)發(fā)的油船貨油艙用耐腐蝕鋼具備了市場(chǎng)準(zhǔn)入資質(zhì),并形成以鞍鋼、武鋼等為代表的多個(gè)貨油船用耐腐蝕鋼示范生產(chǎn)基地。工信部“高技術(shù)船舶”項(xiàng)目中油輪示范應(yīng)用實(shí)船的建造成功,標(biāo)志著以鞍鋼為代表的耐蝕鋼生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)具備了批量、穩(wěn)定化生產(chǎn)供應(yīng)能力。
(2)高強(qiáng)度耐腐蝕油井管用鋼生產(chǎn)技術(shù)
本課題由寶鋼集團(tuán)有限公司和武漢鋼鐵 ( 集團(tuán) ) 公司等企業(yè)和研究單位共同完成。通過(guò)系統(tǒng)研究 80-95ksi 鋼級(jí)抗硫 ERW 焊接油井管和 80-125ksi 抗擠抗硫無(wú)縫油井管合金化、熱軋工藝、ERW 制管和熱處理、無(wú)縫管抗擠毀機(jī)理、產(chǎn)品的腐蝕評(píng)價(jià)及應(yīng)用技術(shù)等研究,開(kāi)發(fā)出高鋼級(jí)的抗硫 ERW 套管和高抗擠抗硫無(wú)縫套管產(chǎn)品及其核心生產(chǎn)工藝技術(shù),力學(xué)性能滿足 ISO11960 標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品抗硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能符合 ISO11960 標(biāo)準(zhǔn)和 ISO15156-2 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
目前已形成高性能抗硫焊接套管和高抗擠抗硫無(wú)縫套管的批量生產(chǎn)能力,生產(chǎn)出規(guī)格、鋼級(jí)齊全的高等級(jí)抗腐蝕油井管系列產(chǎn)品并批量應(yīng)用,滿足高含硫油氣田開(kāi)采開(kāi)發(fā)的需求,對(duì)保證我國(guó)能源工業(yè)的健康發(fā)展,提高我國(guó)油井管產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的戰(zhàn)略意義。
(3)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)
本課題由多家企業(yè)和研究單位共同完成。課題組完成了 H 2 S 腐蝕機(jī)理研究和腐蝕模型的建立,突破了耐腐蝕管線鋼板制造技術(shù),焊管制造工藝技術(shù),成功開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的焊接材料,實(shí)現(xiàn)了抗腐蝕管線鋼的穩(wěn)定批量生產(chǎn),滿足了目前市場(chǎng)上抗酸鋼產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的迫切性需求,對(duì)國(guó)家能源管道的建設(shè)具有重大支撐作用。
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