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2020-KJ-1-012 双金属复合管产品研发及工业化应用
日期:2021年01月08日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2020-KJ-1-012
获奖项目名称:双金属复合管产品研发及工业化应用
第一完成单位:中国石油集团石油管工程技术研究院
项目联系人:李发根
联系人电话:13572549226
联系人邮箱:lifg@cnpc.com.cn
项目简介:

       随着天然气开发战略的深入,油气腐蚀环境日趋苛刻,集输管网腐蚀泄漏事故频发,解决管道腐蚀问题确保运行安全成为保障国家能源供应的重要一环。双金属复合管被普遍认为是解决集输管网腐蚀问题的有效举措,但在推广应用过程中暴露了产品性能不稳定和应用技术不成熟的问题。本项目以开发性能可靠的新型产品及其应用技术为目标,重点突破成型理论、制造技术、评价手段和焊接施工的四大技术难题,通过十余年持续攻关,形成了新一代复合管产品及应用技术。
       1)创建了液压复合理论体系,开发了全管体均匀变形的成型方法。创建了基衬管材应力应变动态协调变形图版,构建了考虑材料非线性随动强化、基衬管材协调变形及结合力的液压成型力学模型,提出了基于材料非线性随动强化的液压成型压力计算方法;建立了全管体均匀变形的控制方法,开发了全程应变可控的液压成型复合方法。
       2)开发了液压成型复合装备,研发了全管体性能可控的复合管产品。开发了外模具全抱持液压成型装备,确保了管体变形均匀的复合成型;开发了结合强度在线测控和评价方法,国际上首次实现了全管体结合强度可控设计和无损评估;开发了全自动高速镍基合金堆焊技术和尺寸精度控制方法,实现了管端冶金结合性能可控。
       3)建立了产品质量控制标准体系,开发了面向用户的适用性评估技术。建立了管材性能关键技术指标体系,编制了系列质量控制国家标准和行业标准;建立了全尺寸腐蚀评估和剩余寿命预测方法,形成了高腐蚀环境下精准选材和应用评估技术;开发了整管弯曲和疲劳试验装置,配套了海洋环境铺管安装及运行评估技术。
       4)开发了门类齐全的对接焊接工艺,建立了焊接工艺评定方法。明确了对接环焊缝失效机制和主控因素,建立了基于失效控制的焊接工艺评定方法和指标,实现了焊接工艺有效甄别和优选;开发了适用于地面集输的手工对接焊接工艺和海洋集输的全自动振动送丝钨极氩弧焊对接焊接工艺,形成了集手工焊和全自动焊齐全的工艺体系。
项目共获得发明专利授权24项(其中国际发明专利2项),制定国家标准3项、行业标准4项、中石油企业标准1项(其中2项标准已获批转化为ISO标准),发表论文24篇(其中SCI/EI收录17篇),编制专著3部。
       项目形成了拥有自主知识产权的从产品研发到工业化应用的完整技术体系,打破了国外对液压成型复合管的技术垄断,填补了多项国内外技术空白,成功实现了产品和应用技术升级换代,彻底将国外公司挤出国门。项目研发的复合管产品应用里程达到450余公里,实现合同销售收入65741万元,创造利税11271万元;项目开发的应用技术有效提升了管道本质安全水平,实现了油气输送与生态环境和谐共存,推动了天然气国家战略开发进程,保障了国家能源供应安全,具有显著的社会效益。


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