超越无止境
——公司X80钢级大口径螺旋焊管研制纪实
作为中国石油履行社会责任的节约工程、高效工程和责任工程,举世瞩目的西气东输二线在全长近万公里,主要采用了X80钢级、直径1219毫米、壁厚18 .4毫米的螺旋缝埋弧焊接钢管,与使用X70级管线钢相比,耐压强度增加了14%,节约钢材 14% 以上,降低投资10% 左右。
由于国际上没有如此长距离使X80级管线钢的经验,因而,西二线专用螺旋焊管的规模化生产曾面临着诸多技术难题。2007年,在集团公司的大力支持下,我公司凭借雄厚的技术研发实力,经过与武钢、首钢等企业的密切合作,开拓创新、攻难克坚,终于成功研制出了符合工程标准的西二线专用输送管,并一举填补了我国此项产品规模化生产的空白。据统计,截止目前,已累计为西二线生产X80钢级优质管近百万吨,成为该管线供管最多、质量最好的生产企业。
困难在于无可借鉴
据有关专家介绍,世界各国对油气管道钢材使用的理念存在着较大的差异,既有采用加压站少、节约投资的高钢性、高压力、低口径输送方式,也有偏爱大输送量、多加压站、投资偏高的大口径、低压力输送方式。西二线选取了以上两者的优点,使用X80级管线钢、直径1219 毫米的管子,配 12兆帕输送压力,因而,在大口径管道里它的压力最高,在高压管道里它的口径最大,是名副其实的管线最长、口径最大、输气量最大、设计压力最高和钢材等级最高的管道工程项目。
在此之前,国际上采用 X80 级管线钢建设的天然气管道只有 2000公里左右,且基本上都属于短距离输气管道;在国内长距离输气管线中钢管的钢级最高为X70,口径最大1016毫米,管壁最厚为17.5毫米。因此,要大批量按期生产出近5000公里,280万吨西二线专用螺旋焊管,这些经验显然是不足的。
作为我国第一根螺旋焊管的生产厂家和西气东输一线的主力供货商,宝鸡钢管公司拥有国内科研能力最强的焊接钢管研究所。尽管他们一直紧盯国际先进技术,在2000年就与武钢、宝钢等大型钢铁企业合作开始研制X80钢级产品,并于2005年2月,成功为西气东输冀宁联络线试验段生产了1092吨,符合应用工程标准的X80钢级Ф1016×15.3毫米螺旋焊管;在2006---2007年为印度“东气西送”工程提供了60万吨高品质X70钢级、管径1219毫米螺旋焊管,但却从未试制、生产过像西二线这样的高钢级、大口径、大壁厚输送管。
不仅如此,由于X80级管线钢的抗拉强度高于X70,还必须对现有生产设备进行全面升级改造,并尽快研制出X80级管线钢专用焊丝、焊剂,以确保在大壁厚、高速焊接条件下,产品具有较好的焊缝形貌和质量。
面对重重困难,战绩赫赫的宝鸡钢管公司,充分发扬铁人精神,于2007年,义无返顾地承担了集团公司“高钢级大口径焊接钢管与管件研究”项目,并出任项目长。
成功源于锲而不舍
为尽快攻克X80级管线钢规模化生产特别是焊接方面的技术瓶颈,提高我国石油焊管整体技术创新能力,培育具有世界水平的焊接钢管研发人才队伍,宝鸡钢管公司凭借50多年来在X42到X70级管线钢研发任务中积累起来的钢管焊接成型研究、焊接材料开发以及焊管新产品研制、试验、检测等方面的丰富经验,组织精兵强将,由总经理亲自挂帅,及时高效地开展了“X80钢级Φ1219×18.4毫米前摆式机组螺旋埋弧焊管及焊接材料研究开发”课题的研究工作。
经过反复试验和不断创新、改进,公司在X80板材性能分析研究、焊接材料研究开发、成型焊接工艺试验研究、生产检验及装备改造等方面取得了突破性进展。2007年9--11月,公司采用武钢、首钢、太钢和马钢等钢厂的X80原料成功试制出了西二线专用螺旋焊管,并对新产品进行了小批量试生产。2007年12月,该产品顺利通过了集团公司科技发展部和中国钢铁工业协会发展与科技环保部组织的产品鉴定。
特别值得一提的是,为配合X80级专用管的研发,公司积极与首钢合作,结合现有资料,加班加点,先后经过8次成份调整,20余炉次冶炼,9次熔敷金属试验,上千次平板对接焊接试验和2次X80级专用管生产试用,终于确定了X80大口径螺旋焊管用焊丝、焊剂的成份和配方,并于2007年6月成功研制出了具有独立自主知识产权的新型氟碱型烧结焊剂和高强度、高韧性焊丝。2008年元月,这两项新产品顺利通过了集团公司组织的验收,并被授予国家发明专利,获得了国家重点新产品证书。
这两项综合了目前国内焊丝、焊剂优点的新产品,在西二线专用钢管的生产中发挥了重要作用,不仅使焊接速度提升到了1.70米/分,比西气东输一线提高20-30%,而且焊接工艺稳定,焊道型貌美观,焊缝高度控制有效,焊缝质量优良,完全满足《西气东输二线天然气管道工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》的要求,并提高生产效率25%以上。
与此同时,我公司还取得了一系列可喜成果:顺利完成了X80螺旋焊管成套焊接工艺的研究;通过筛选最佳工艺参数,成功解决了焊缝强度提高时,韧性下降和硬度升高的问题;根据X80板卷普遍特点及不同钢厂板卷的化学成分和性能差异,通过对焊接坡口形式、焊接规范参数的匹配试验研究,优选出了大壁厚、高速焊接条件下的最佳焊接工艺;掌握了X80螺旋焊管规模化生产的质量控制技术和检验的成套工艺规范;采用省钱、高效的逐步技术改造法,对原有的两套短流程焊管机组进行了关键工序和检测设备的升级改造,使其继续保持了国际一流水准,从而,最大限度地满足了西二线按期开工和高效建设的需求。
以我公司为代表的国内X80钢级大口径螺旋焊管的研制成功及已取得的规模化生产业绩,为我国制管企业参与国际竞争奠定了良好基础。(马静)