将“超级管”国产化产业化进行到底

渤海装备保供中俄东线天然气管道工程北段纪实

  10月16日,中俄重大能源合作项目——中俄东线天然气管道工程北段(黑河—长岭)全线贯通,标志着我国东北方向正式打通首条管道天然气进口通道,为中俄东线天然气管道12月1日正式通气打下坚实基础。

  在这条能源“大动脉”中,由渤海装备公司供应的X80钢级直径1422毫米等规格螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管及低温站场(-45摄氏度)焊管、清管弯管及清管三通达到30.88万吨,总长度达到448公里,占北段干线总公里数的48.7%,成为这个项目的最大钢管供应商。这标志着渤海装备在做强做大输送钢管产品链上又迈出了坚实步伐,成为国内高端输送管(“超级管”)产业领跑者。

首批钢管发运。 张皓 摄
直缝焊管生产。 宋英杰 摄
螺旋焊管生产。 陶志强 摄

  大决策:叫响“一带一路”国产钢管品牌

  中俄东线天然气管道工程是党中央、国务院决策建设的具有战略意义的重大项目,也是中国石油服务“一带一路”倡议,持续推进世界一流综合性国际能源公司建设的重大举措。

  2017年12月13日,中俄东线天然气管道(黑河—长岭段)11个点段同时打火开焊,项目建设全面加速。这对于多年以生产高质量钢管闻名全国的渤海装备来说,无疑是一次难得的发展机遇。

  但是,机遇往往与风险并存,大项目同时也意味着大挑战。该项目是我国口径最大、压力最高的长距离天然气输送管道,也是国内首条采用1422毫米超大口径、X80高钢级管材、12兆帕高压力等级的全球单管输量最大的跨境长输天然气管道工程,工程所用钢管可谓是“超级管”。为具有世界级水平的天然气管道工程供应钢管,成,则爬坡过坎拔得行业头筹;败,则前功尽弃失掉发展先机。

  形势逼人,挑战逼人,使命逼人。“中俄东线工程,对渤海装备来讲,是非常宝贵的机遇,也是非常艰巨的任务。我们要迎难而上,不辱使命,在‘一带一路’重大工程上叫响渤装钢管的品牌。”在项目全面加速的第二天,渤海装备公司执行董事、总经理周荣学主持召开专项会议,对全力做好中俄东线钢管供应做出全面动员和周密部署。

  俗话说,没有金刚钻,不揽磁器活。早在2001年,渤海装备公司就为当时的国家重大项目——西气东输管道工程生产出了第一根大口径螺旋埋弧钢管,被誉为“石油第一管”,并在当年创出10个全国第一、填补4项国内空白;2002年又为西气东输管道工程生产出第一根大口径直缝埋弧钢管,结束了我国不能生产油气输送直缝埋弧焊钢管的历史,产品质量达到国际先进水平,为西气东输工程用钢管实现国产化写下了浓墨重彩的一笔。近年来,渤海装备为西气东输三线、中缅原油管道、中缅天然气管道、中贵联络线、兰成原油管道、陕京四线、中俄原油管道等国家重点管道项目中,提供钢管650万吨,供货总量达到总需求量的45%,在国家重大管道施工线上树起了一座座钢管国产化的丰碑。

  底气来自于全面的技术储备。早在中俄东线项目设计初期,渤海装备公司就结合项目情况,联合钢厂、科研院所进行了多次单炉试制和千吨级小批量试制,通过不断优化技术工艺,为项目后期大批量投入生产、实现快速交货做足了准备。在项目第一批采购招标中,该公司一举取得7.5万吨的供货合同,成为最大的钢管供应商,奠定了国产钢管在项目中的地位。

  大创新:实现国产“超级管”高质量供给

  在中俄东线管道项目之前,我国国内用于天然气长输管道的X80级钢管最大外径为1219毫米,螺旋埋弧焊管壁厚为18.4毫米。为增加输气量,该项目将管径增加到1422毫米,螺旋埋弧焊管壁厚达到21.4mm,直缝焊管最大壁厚则是达到了30.8mm。油气长输管道大批量采用这样管径和壁厚的钢管,在国内和国际均属首次,对供管厂家的管材制造和工艺技术是个极大的考验。

  为实现优质供管,渤海装备公司建立了由研究院牵头、钢管制造企业协同的研发机制,上下结合,全面展开科技攻关。结合现场需求,向钢厂提供翔实、准确的技术信息,确保钢板主材达到标准。从原材料选择、标准制定、产品经济性等方面与钢厂和科研院所密切合作,通过从单炉到小批量,再到千吨批量试制,解决了成型、焊接和无损检测等多项工艺技术难题,直径1422毫米的螺旋、直缝和热煨弯管均通过了中国石油天然气集团公司和中国钢铁工业协会新产品鉴定,具备了大批量生产条件。

  在为中俄东线天然气输送管道工程供管过程中,为适应施工现场全自动焊接对钢管管端尺寸提出的更高要求,该公司所属的直缝、螺旋焊管生产企业不断进行全流程工艺改进,钢管的各项外观尺寸指标不断提升。以管端椭圆度为例,通过优化椭圆度≤5mm的钢管由88.2%提高到99.96%,现场对接效率提升9%,有效提升了环焊质量,受到施工方的高度评价。

  管径和壁厚尺寸的变化,将钢管平均重量从7.6吨增加到了9.1吨,其中Ф1422*30.8mm直缝埋弧焊管单重更是达到了12吨,再加上施工现场多年冻土、水网沼泽和林带交替分布,对钢管防腐提出了更高要求。为提高钢管防腐质量和效率,渤海装备公司对多条防腐生产线进行升级改造,提高了外防腐粉末喷涂、PE和胶挤出机的能力,增强了内减阻涂层的涂覆能力,使“大钢管”可以保质保量的进行内外防腐作业。

  中俄东线管道沿线自然环境十分复杂,特别是冬季最低气温更是达到零下40摄氏度。如何保证钢管在极度低温裸露环境下用得住?经过不懈努力,渤海装备交上了一份优质“答卷”:低温(-45摄氏度)X80钢级Ф1422钢管、热煨弯管及管件研发成功,掌握了高强钢低温韧脆转变机理和低温管制造工艺,代表着我国油气长输管道系统用钢管产品的最高制造水平,填补了国内空白,在中俄东线天然气管道工程中取得良好应用。

  2019年9月9日,中俄东线天然气管道工程项目部到渤海装备公司青县产业园区参观钢管生产线,对该公司在钢管椭圆度、管端焊缝余高、辊痕控制等方面的技术,给出了“业内首位”的高度评价,并对该公司在保障中俄东线钢管供应方面做出的成绩给予充分肯定。

  在中俄东线北段钢管供应期间,该公司“X80钢级DN1200/1400等径异径三通”获中国石油集团自主创新重要产品证书;在中国石油“大口径天然气管道建设关键技术”重点研究课题实施中,是国内唯一一家X80钢级Ф1422mm耐低温(-45摄氏度)钢管、热煨弯管和管件研发均研制成功的企业,耐低温(-45摄氏度)热煨弯管更是唯一家研制成功并通过鉴定的企业,成为该管道项目供应钢管品种最全的制造企业。《提高中俄东线管端手探一次通过率》荣获河北省2019年质量管理成果一等奖。

  创新永无止境。2019年10月底,该公司针对中俄东线天然气管道工程南段建设研发的X80钢级Φ1422×32.1mm直缝埋弧焊钢管和Φ1422×35.2mm弯管通过了集团公司新产品鉴定,新产品的管径、壁厚、钢级和性能均为历史之最,代表了我国油气输送管道系统用钢管产品的最高制造水平。

  大制造:力求生产能力与产品质量双提升

  在渤海装备钢管生产线上,钢管管端焊缝自动修磨机器人、管端自动测量机器人、引熄弧板切割机器人和喷标机器人均已得到成功应用。这些机器人的应用不仅减轻了工人的劳动强度提升了设备的本质安全,更是在很大程度上解决了产品质量和效率依赖操作人员技能的问题。

  在钢管行业竞争不断加剧的大环境下,渤海装备公司深刻意识到,必须以数字化、网络化、智能化融合发展为契机,变制造为“智造”,以“鼎新”带动“革故”,走上输送钢管价值链的高端。

  该公司钢管设计研究院充分发挥技术引领作用,推进科技成果转化,相继研发成功具有国际先进水平的直缝埋弧焊管管端焊缝自动磨削机器人、国内首套螺旋焊管焊缝磨削机器人、大口径钢管管端综合测量装置,开发了螺旋埋弧焊管生产线远程诊断及SCADA系统,以及焊管生产线生产管理系统,这些信息系统和在线自动检测装置的融合,大大提升生产线的生产效率和质量管控水平,也为产品质量的实时改进创造了良好条件。同时,为焊管生产线全面实现自动化、智能化迈出了重要的一步。

  “我们只需按下启动按钮,弧压、电流、送丝等一系列焊接逻辑动作,就可通过程序控制自动完成。”在渤海装备华油钢管公司螺旋埋弧焊管生产线,一位员工对新引入的数字化焊机赞不绝口。该公司针对模拟焊机焊接钢管的缺陷,在国内率先引入数字焊机,成功实现了“双丝一键启动”,焊接质量缺陷降低5.7%。今年以来,渤海装备公司大力推进精益生产管理,在钢管制造企业实施了防腐工艺装备优化、自动化生产设备引进、自动化操作能力提升项目,防腐生产能力提升100%,铣边、成型、焊接、切管、清渣等10个岗位完成自动化操作,实现岗位减员15%,生产效率提升10%,交库效率提高5%,质量安全持续向好,保供能力显著提升。

  中国工程院院士李鹤林对渤海装备的油气输送管,给出了这样的评价:渤海装备公司是我国高端直缝埋弧焊管的领跑者,螺旋焊管、弯管及管件处于国内领先地位。

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