波瀾壯闊的大海深邃莫測,蘊藏著無限的生機與希望。作為我國無縫鋼管研發生產基地的天津鋼管集團公司,憑借著超高強度、高韌性、抗腐蝕及特殊扣等方面的技術優勢,成功挑戰了地質條件惡劣的超深井,又將夢想從陸地延伸到廣闊的海洋,向研發生產高端海洋工程用結構管發起挑戰,并將加速高端海工用管國產化打破國外壟斷融入企業發展夢想,全力為我國早日成為“海洋強國”作出積極的貢獻。
打造海底“擎天柱”
在碧波萬頃的大海上,壯觀的海洋自升式鉆井平臺如巨人矗立,抵擋著海風和潮汐沉重的拍擊,平穩整體升降進行海上鉆井作業。那深入海底支撐這個重量達幾千噸龐然大物的“擎天柱”,就是平臺的關鍵裝備——樁腿。樁腿一般采用無縫結構管,與弦管組焊成“X”型或“K”型管節點,形成桁架式高強承力結構。它不僅要具有優異的綜合力學性能,而且必須具備良好的焊接性能。作為大型海洋平臺結構的關鍵材料,樁腿管是結構管中公認的技術難度最大、要求最高的產品之一。
綜合力學性能和焊接評價的高門檻,將國內眾多管材生產企業擋在了門外。長期以來,國外少數企業壟斷國內市場,不僅抬高價格賺取暴利,而且對我國大型海洋平臺結構的發展和規模應用形成了極大的制約,給海洋資源的開發和能源安全的保障帶來了巨大的隱患。
2008年,受國際金融風暴影響,鋼鐵行業市場形勢持續下滑。普通產品的同質化競爭日益白熱化,鋼管制造業的盈利空間大幅壓縮。選擇差異化道路,是擺脫這種困境的有效途徑。天管集團憑借著高端無縫鋼管研發生產的經驗,邁出了研發海洋工程結構管的第一步。為早日填補國內市場空白,科研團隊依靠自主創新研究解決了材料成分和組織的優化設計、高純均質化冶煉-連鑄工藝、高精度軋管工藝、精確熱處理工藝及環焊工藝等多項關鍵技術難題,開發出X65Q等鋼級高性能結構管。
2009年,TPCO海工結構管通過了嚴苛的綜合力學性能和焊接評價試驗,獲得了美國船級社認證,拿到了市場“準入證”,實現了批量生產和供貨。天管集團成為了國內第一家樁腿無縫管生產企業。
摘取海工“夜明珠”
近年來,我國正逐步向黃海、東海和南海大陸架發展,急需開發、建造移動式大型自升式鉆井平臺。新一代大型自升式平臺備采用了高強度和高剛度重量比、低水阻力的樁腿設計,選材較大壁厚和小管徑壁厚比截面的高強度無縫鋼管,提高承載能力、減輕平臺自重、減小移動阻力。為保證平臺在海洋風暴、海水腐蝕、意外撞擊和火災等惡劣海洋環境下安全,對支撐管材料的-40℃低溫韌性、焊接性能、疲勞性能、抗氫脆性能、動態拉伸性能、高溫強度等諸多力學特性和使用性能,都提出了極高的要求。這種產品無異于海工結構管桂冠上的“夜明珠”。
2011年,天管集團向更高目標挺進,立項研發海洋鉆井平臺結構用高性能無縫鋼管。課題組利用技術中心先進研發平臺,通過世界最先進的全流程全尺寸試驗線,模擬煉鋼-軋管-管加工熱處理等整個生產流程,從標準分析、產品對比、工藝設計和鋼種篩選等多角度進行總結和分析,進行了材料成分的優化設計、微觀組織的優化設計、高純均質化煉鋼工藝、高精度軋管工藝、精確熱處理工藝、綜合力學性能評價和研究、環焊性能研究及環焊工藝評定,并將最嚴格的規范作為試制最終技術的條件,反復進行試驗檢測。
2012年,X80Q和X100Q兩個鋼級高強度無縫鋼管成功誕生。在這一研發過程中,解決了材料成分和組織匹配、煉鋼/軋管/熱處理工藝優化、焊接工藝優化等多項關鍵技術難題,成功開發了具有優異焊接性能的低碳當量、高強度高韌性厚壁無縫海工結構管。產品的高強度、優異低溫韌性、抗氫脆、抗疲勞、防撞和耐火等綜合力學性能優良,充分滿足了大型自升式平臺用管的技術要求。目前,X80Q獲得國家專利授權,X100Q的專利申請進入審核程序。
目前,TPCO海洋工程用結構管產品在上海外高橋、中集來福士、遼河重工、上海振華重工、招商重工等多家船廠成功應用,得到用戶廣泛認可。
海洋鉆井平臺用高性能無縫結構管的國產化,滿足了我國海洋重大裝備制造對基礎材料的迫切需求,在質量優于國外產品的情況下,不僅使國內海工企業采購周期從9個月以上縮短到兩三個月,而且采購費用降低了40%。同時,由于擺脫長期依賴國外的不利局面,保障了國家海洋資源開發戰略的實施,大幅度提升了我國無縫鋼管高端產品自主研發的能力和國際影響力,對能源、冶金、造船等諸多行業的發展或技術進步具有重要意義。
續夢角逐“大舞臺”
2013年12月,天管集團與我國唯一從事船舶入級檢驗業務的專業機構中國船級社簽訂戰略合作協議。整合雙方的優勢資源,為國家海洋工程建設和船舶工業的發展貢獻更好的產品和服務,并攜手開創更加廣闊的市場空間。
2015年,基于用戶多年合作建立起的信任,X100Q鋼級樁腿管中標自升式平臺的制造。此平臺具有國際領先水平的海洋石油鉆探開采裝備,全部實現自動控制,一次定位鉆井56口,正常作業溫度可達零下10度,鉆井深度可達9千多米,可以在全球122米深水域范圍內進行作業,是世界上最先進的自升式鉆井平臺。這一成功應用,鞏固了天管集團在海洋工程用結構管領域的國內領先地位,并為打入國際市場積累了應用業績。
目前,天管集團是國內首家、全球第二家通過美國船級社新版要求ABS結構管認證的企業,并且最高鋼級達到了X100Q。海洋鉆井平臺結構用高性能X80Q無縫鋼管已通過了國內大部分海工企業及亞洲某大型造船企業等世界知名海工企業的焊接評價試驗。
天管人正在努力開發出更高強度的產品,滿足不同自升式鉆井平臺型號的需求,讓中國制造走向世界,角逐國際海洋工程用結構管市場更廣闊的舞臺,為把我國打造成“海洋強國”續寫他們的藍色夢想。
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