• 油气管道的“安全卫士”

    油气管道是埋藏于地下的大动脉,是国家经济建设的“生命线”,与国家能源安全息息相关。

    随着国内油气管道建设朝着高压力、大口径、高钢级、大壁厚的方向发展,客观上促使自动焊技术不断升级。以自动焊技术为代表的数字化、自动化、智能化焊接技术成为提升企业核心竞争力的关键一环,更是推动我国管道建设向更高速更优质方向发展的重要因素。

    国产自动焊技术要实现对世界一流的追赶和超越,必须走自主创新之路。油气管道输送安全国家工程实验室通过技术创新进行产品优化升级,提升油气管道的焊接质量,重点支撑“管道及环焊缝试验评价方法研究”、环焊CTOD验收指标、全自动焊接连头等课题研究,并全力推动焊接性试验方法落地。

    为满足施工需求,科研团队改变传统手工焊和半自动焊连头作业的施工方式,在具有自主知识产权的CPP900-W1全自动外焊机基础上,研发出全新的气保药芯焊全自动上向焊焊接工艺。经过不断磨合,每处连头耗时平均缩短为两个小时,一次焊接合格率100%,焊接效率与质量均得到大幅提升,管道局成为国内首家具备全自动焊接连头技术能力的单位。

    实验室在基础研究领域建立实验室与科研、专家等多维度的深度融合机制,重点支撑“管道及环焊缝试验评价方法研究”“全机械化补口技术与装备研究与应用”课题,开展“热收缩带补口防腐层高温水浸泡后的黏结稳定性研究”“双层熔结环氧粉末防腐层附着力稳定性研究”、全尺寸拉伸试验、超声残余应力测试、环焊CTOD验收指标、弯管管件工艺性能优化等研究。同时开展了CTOD相关标准、非金属材料红外光谱检测相关标准等资质扩项,推动焊接裂纹敏感性等焊接性试验方法落地。

    在油气管道建设中,防腐工艺是一个重要环节。它不仅直接影响管道建设的质量,还对生态环境的保护起到一定作用。实验室加强防腐领域的科技攻关,在引领国内管道防腐行业技术进步的同时,积极抢占国际前沿技术制高点。

    近年来,瞄准管道3LPE防腐层补口及其修复工程难点,实验室相继开发出黏弹体防腐胶带、热烤压敏胶带、热收缩带机械化补口等具有国际先进水平的新型防腐材料、防腐装备,并在管道工程中得到广泛应用。

    其中,管道热收缩带机械化防腐补口装备研发及成果转化,彻底解决了传统手工热收缩带补口存在的质量不可控、人为因素影响大、施工效率低、工人劳动强度大、作业环境差等诸多问题,是热收缩带防腐补口技术的重大变革与创新。

    在管道维抢修领域,实验室利用高压水和压缩空气,可以模拟不同工况下管道维抢修工艺,为钢质管道封堵设备国产化研制、管道机械与液压抢修卡具开发、不同管道补强板应力测试、不同管道在役焊接深度与温度测试提供试验平台。

    由这个实验室自主研发的国内首台海底管道开孔机,具备120米水深的开孔封堵能力。在崖城成功完成水下28.9米海底带压开孔作业,开创国内首次使用自主研发设备进行水下带压作业的先河,打破了海管维修技术被国外大型专业化公司掌握和垄断的局面。

    一次次挑战科技极限,一次次勇闯世界难关。在为油气管道安全运行保驾护航的同时,这个实验室通过建立高水平、具有国际竞争力的研究团队,吸引高水平科研人才等措施,为国家管道建设行业高质量发展培养人才。多年来,逐步形成了以学术带头人和技术专家为核心、优秀中青年技术人员为骨干的科研团队,人员专业涉及焊接、材料、机械、、自动化、高分子、化学、计算机等多种领域。

    截至目前,实验室开展科研课题研究46项,获得国家级奖项1个、省部级奖项4个,获得专利47个,发表论文77篇。其中,管道环焊缝全自动超声检测装备及工艺评定体系开发与应用被评为集团公司2019年科技进步二等奖。

  • 王卫国

    油气管道输送安全国家工程实验室主任

    随着我国经济的快速发展,油气作为最为主要的能源之一,在经济建设中的作用也越来越大。油气在长距离输送过程中,会受到各种各样的影响,很容易出现易燃易爆等问题,只有全面保证输送过程的安全,才能实现安全输送。在这过程中,管道安全是输送安全的重点。

    油气管道输送安全国家工程实验室作为管道行业内唯一的国家工程实验室,宗旨就是提高管道输送安全技术水平,保障国家油气管道安全运行。

    目前,实验室研发出以油气管道安全运行保障技术等为代表的核心技术,制定了一系列标准规范,开发了成套的施工设备和工艺,形成了完善的管理和运行体系,不仅保证了西气东输、中亚管道、中俄管道等国内外管道工程建设的顺利进行和安全运行,而且多项技术达到国际先进水平,推动了油气管道行业的整体技术进步。

    但在基础性研究和相关标准的制定方面,我们还需要做更多努力,把话语权掌握在自己手中。比如说,管道焊接用到的焊接材料,目前来说近80%是进口材料,而且厂家和用户之间尚未建立双向沟通渠道。一般来说,用户只能“有什么用什么”。但事实上,产品应该更加适应工程实际的需求。此外,在行业标准制定方面,我们也应该做到“去粗取精”。 【详细】

  • 管线钢应用技术开发团队:

    紧密围绕油气输送管道工程建设需要,实验室开展油气输送管道工程材料领域的应用基础研究。我们依托西气东输二线二期科技重大专项,深入开展X80管线钢的应用关键技术研究,包括X80钢全尺寸气爆试验、X80钢的应变时效、高屈强比对管线安全的影响、基于应变设计地区使用的大变形钢管等,形成系统的X80管线钢及钢管应用技术和标准,为管道建设做好了技术支撑。

    管道材料研究是基础,要聚焦成果的转化应用,更要超前进行技术储备。目前,我们研究X100管线钢管及管件、弯管开发和应用中的关键技术指标、技术条件、制造工艺等,为X100管线钢的小规模工程应用奠定技术基础,开展X120管线钢应用基础研究,为未来高压输气管线工程建设做好超前技术储备。

    微观组织分析及失效分析团队:

    管道运输是能源输送的主要手段。近年来,随着国民经济的快速发展,能源需求的增长及能源结构的调整,我国油气长输管道敷设量与日俱增。但在油气长输管道的建设中也出现了很多问题。

    在技术攻关的过程中,我们感受到科技攻关从来不是一场靠单打独斗就能取得胜利的战斗,任何一个课题的落地、结论的得出,都需要与各个专业紧密结合。比如说油气管道失效分析,就涉及环焊缝失效、防腐失效等管道全环节,而且需要通过硬度、金相、化学成分检测等实验结果来有效防治管件失效。但这些其实都需要以良好的机制体制架构为基础,再联合产、学、研,打通科研到现场的“最后一公里”。

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    专题策划:王晓雪 专题制作:杨娜