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我国突破深海油气管道关键技术双金属复合管成功试制

2025-06-17 21:29:36 来源：工人日报

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简介：中油宝世顺公司成功研制出"镍基合金+抗酸碳钢"双金属复合管，该产品已通过中国船级社认证。该成果将有效解决深海油气输送中的腐蚀问题，填补国内在该领域的技术空白。

我国深海油气开采装备制造取得重要突破。中油宝世顺（秦皇岛）钢管有限公司日前宣布，其自主研发的深海油气用双金属冶金复合管通过质量认证，成为国内首款获得船级社认证的同类产品。

这款复合管采用创新的"N06625镍基合金+X65MS抗酸碳钢"结构设计，外径610毫米，管壁总厚度18.9毫米。其中内层2毫米厚的镍基合金主要负责抗腐蚀，外层16.9毫米厚的抗酸碳钢则提供结构支撑。这种"刚柔并济"的设计理念既保证了管道强度，又解决了深海环境下的腐蚀难题。

深海油气开发面临诸多技术挑战。在超过1500米的深海区域，管道不仅要承受极端的水压，还要抵御高盐度海水和含硫介质的双重腐蚀。传统单层钢管难以满足要求，往往导致使用寿命大幅缩短。此次研发的双金属复合管通过冶金结合技术，使两种金属形成牢固的界面结合，从根本上提升了管材的服役性能。

生产工艺方面，项目团队采用了JCO成型工艺。该工艺通过多次渐进式弯曲成型，有效控制了复合管在制造过程中的变形应力。相比传统工艺，该技术能更好地保持两种金属的结合强度，避免层间剥离等问题。生产过程中还应用了先进的在线监测系统，确保每段管材的质量一致性。

腐蚀测试数据显示，该复合管在模拟深海环境中表现出色。在含有高浓度硫化氢和氯化物的腐蚀介质中，镍基合金内层能有效阻隔腐蚀介质渗透，保护基层钢材。实验室加速腐蚀试验表明，其使用寿命较常规钢管可提高3倍以上，大幅降低了深海油气田的开发维护成本。

材料选择上，N06625镍基合金具有优异的耐点蚀和应力腐蚀开裂性能。这种合金含有较高比例的钼和铌元素，在酸性环境中能形成稳定的钝化膜。X65MS抗酸碳钢则通过特殊的微合金化设计，兼具高强度和良好的焊接性能。两种材料的完美结合，使复合管能适应多种恶劣工况。

质量控制体系严格参照国际标准。产品先后通过了静水压试验、拉伸试验、弯曲试验等二十余项检测。特别针对深海应用场景，增加了低温冲击试验和疲劳寿命测试。中国船级社专家表示，该产品各项性能指标均达到或超过相关规范要求。

项目研发历时三年，由宝世顺公司牵头，联合多家钢铁企业和科研机构共同完成。团队攻克了异种金属结合强度控制、复合管成型精度保持等多项技术难题。其中，界面冶金结合技术的突破尤为关键，实现了两种金属在原子尺度上的紧密结合。

该成果的产业化前景广阔。随着我国深海油气勘探步伐加快，南海等海域多个深水项目陆续启动，对高性能管材的需求将持续增长。业内预计，未来五年我国深海管道市场规模将保持年均15%以上的增速。该产品的成功研发，为国内企业参与国际深海工程竞争提供了有力支撑。

工程应用方面，该复合管已获得多个海上油气田项目的意向订单。首批产品将用于南海某深水气田开发项目，预计今年年底前交付使用。项目负责人表示，该管材特别适合用于海底集输管道、立管等关键部位，能显著提升深海油气田的开发经济性和安全性。

技术延伸应用潜力巨大。研发团队表示，该技术路线还可拓展至其他金属组合，如钛合金-钢、铝合金-钢等复合材料体系。针对不同服役环境，可灵活调整内外层材料的搭配方案，形成系列化产品。目前，适用于超深水环境的改进型产品已在研发中。

标准体系建设同步推进。相关单位正牵头制定深海用复合管材的技术规范和验收标准，填补国内在该领域的标准空白。标准化工作将促进行业健康有序发展，提升我国在国际管道领域的话语权。

产业协同效应正在显现。该技术的突破带动了上游特种合金材料、下游管道施工等多个环节的技术升级。国内多家钢厂已开始配套生产专用抗酸钢，相关焊接材料、防腐涂料等配套产品也取得进展。

人才培养方面，项目团队通过产学研合作，培养了一批复合管材研发的专业技术人才。多所高校已增设相关课程，为行业持续发展储备人才。宝世顺公司还建立了专门的技术培训中心，提升一线工人的操作技能。

质量追溯系统保障产品可靠性。每段出厂的复合管都将配备唯一的身份编码，记录从原材料到成品的全流程数据。这种全程可追溯的质量管理体系，为产品在苛刻环境下的长期服役提供了保障。

国际认证工作持续推进。除获得中国船级社认证外，该产品正在申请美国石油学会、挪威船级社等国际权威机构的认证。通过国际认证后，将显著提升产品在国际市场的竞争力。

深海装备自主化迈出坚实一步。该技术的突破标志着我国在高端海洋工程材料领域取得重要进展，对保障国家能源安全、推动海洋经济发展具有重要意义。随着后续产能的扩大和技术的不断完善，我国深海油气开发装备的自主化水平将进一步提升。