目前，我國油氣開采與儲運(yùn)用耐蝕鋼的開發(fā)和應(yīng)用尚處于起步階段。耐腐蝕油船貨油艙用鋼板、耐腐蝕石油天然氣集輸和長距離輸送用管線鋼、耐腐蝕油井管等關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)十分迫切。這對打破國外技術(shù)和產(chǎn)品壟斷，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的耐腐蝕系列油船貨油艙鋼板、管線鋼、油井管生產(chǎn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提升我國鋼鐵材料的品種質(zhì)量水平以及提高我國鋼鐵工業(yè)、船舶制造業(yè)和石油鋼管制造業(yè)的國際競爭能力意義重大。
 
       為此，由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會組織，鋼鐵研究總院牽頭，鞍山鋼鐵集團(tuán)公司、寶鋼集團(tuán)、武鋼集團(tuán)承擔(dān)了“十二五”國家科技支撐計(jì)劃課題——油氣開采與儲運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，目前取得了階段性的進(jìn)展。
 
       四大研究方向與四大考核指標(biāo)
 
       我國石油工業(yè)發(fā)展迫切需要石油開采與儲運(yùn)用高性能鋼鐵材料。但是，目前腐蝕問題是制約石油工業(yè)安全、穩(wěn)定、高效化生產(chǎn)和儲運(yùn)的主要障礙。我國石油與石化行業(yè)由于腐蝕造成的損失約占石油工業(yè)產(chǎn)值的6%左右，油氣管失效的70%與腐蝕有關(guān)；儲運(yùn)過程中因腐蝕導(dǎo)致的原油、天然氣泄漏將嚴(yán)重污染環(huán)境，大規(guī)模泄漏甚至將導(dǎo)致災(zāi)難性后果。為此，我國亟須開發(fā)油氣開采與儲運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)。
 
       油氣開采與儲運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)主要包括高硫高酸油氣環(huán)境下低合金鋼的耐腐蝕與強(qiáng)韌化技術(shù)、耐腐蝕船板工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、高強(qiáng)度耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼生產(chǎn)技術(shù)和高強(qiáng)度耐腐蝕油井管用鋼生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)課題的研究內(nèi)容主要包括以下四個(gè)方面：
 
       第一，系統(tǒng)掌握高硫、高酸油氣環(huán)境中，低合金鋼材料在H₂S、SO₂、CO₂、Cl^-和酸性鹽水介質(zhì)，以及上述各種復(fù)雜混合介質(zhì)條件下的腐蝕規(guī)律，研究保證鋼的耐蝕性、強(qiáng)韌性、焊接性要求的成分、工藝控制共性技術(shù)，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的低合金耐腐蝕鋼技術(shù)體系和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并參與有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的修訂。
 
       第二，研制開發(fā)大型油船用耐腐蝕高強(qiáng)船板鋼，打破國外技術(shù)的壟斷，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的油船貨油艙用耐腐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提升我國高品質(zhì)船板鋼的生產(chǎn)技術(shù)能力。
 
       第三，開發(fā)X60、X65、X70耐腐蝕熱軋管線鋼板和鋼帶，拓展耐腐蝕管線鋼的品種和規(guī)格，提高我國耐腐蝕管線鋼的制造水平、生產(chǎn)和應(yīng)用比例，保障我國石油天然氣集輸和長距離輸送的穩(wěn)定和安全。
 
       第四，開發(fā)高耐腐蝕的80ksi～95ksi鋼級的熱軋鋼帶和ERW鋼管（高頻直縫電阻焊管），實(shí)現(xiàn)以ERW鋼管替代無縫鋼管的重大技術(shù)變革，實(shí)現(xiàn)我國耐腐蝕油套管的低成本高效化生產(chǎn)和應(yīng)用。開發(fā)80ksi～125ksi鋼級的高抗擠抗硫系列無縫套管，提高無縫石油套管的制造和應(yīng)用水平。
 
       同時(shí)，該課題還設(shè)立了四大考核指標(biāo)。
 
       其一，建立油船貨油艙用耐蝕鋼IMO標(biāo)準(zhǔn)腐蝕評價(jià)環(huán)境，建立船用耐蝕鋼對比鋼體系，研制的實(shí)驗(yàn)室材料與配套焊接材料滿足船體鋼標(biāo)準(zhǔn)和IMO標(biāo)準(zhǔn)要求。
 
       其二，開發(fā)315MPa和355MPa級，厚度規(guī)格8mm～45mm的油船貨油艙用耐蝕鋼板，工業(yè)試制鋼板綜合性能滿足船體鋼標(biāo)準(zhǔn)要求，耐蝕性滿足國際海事組織《貨油艙腐蝕防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》要求；形成船用耐蝕鋼技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品通過船級社認(rèn)證。
 
       其三，形成X60、X65抗酸性管線鋼批量生產(chǎn)能力，開發(fā)X70抗酸性管線鋼，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度抗酸性管線鋼的國產(chǎn)化。產(chǎn)品力學(xué)性能滿足API-5L標(biāo)準(zhǔn)，腐蝕性能滿足NACE TM0284-96和NACE TM0177-2005標(biāo)準(zhǔn)，鋼板的厚度規(guī)格為12.0mm～26.0mm，鋼帶的厚度規(guī)格為6.0mm～20.0mm。
 
       其四，開發(fā)80ksi～95ksi強(qiáng)度級別熱軋鋼帶和ERW鋼管，鋼管力學(xué)性能滿足ISO11960標(biāo)準(zhǔn)要求，耐腐蝕性能滿足NACE TM0284-96和NACE TM0177-2005標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)80ksi～125ksi鋼級高抗擠抗硫系列套管產(chǎn)品，材料性能滿足ISO11960標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品抗硫化物應(yīng)力開裂性能符合ISO 11960標(biāo)準(zhǔn)和NACE 15156-2檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中125ksi鋼符合國際通行的“緩沖酸性環(huán)境mildsourservice”檢測標(biāo)準(zhǔn)。
 
       三大技術(shù)研究獲得階段性進(jìn)展
 
       油船貨油艙用耐蝕鋼研制。該課題先后通過建立滿足IMO標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、傳統(tǒng)船板的耐蝕性實(shí)驗(yàn)考核，成功突破耐蝕船板合金設(shè)計(jì)和工藝關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了船用耐蝕鋼的批量工業(yè)化試制。
 
       目前，船用耐蝕鋼國產(chǎn)化工作已經(jīng)突破了材料研發(fā)與檢測核心技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)試制。工業(yè)鋼板各項(xiàng)指標(biāo)滿足IMO耐蝕鋼標(biāo)準(zhǔn)和船級社規(guī)范要求，造船工藝性能與傳統(tǒng)船板相當(dāng)，成本增量低于涂層成本。同時(shí)，配套氣保焊材料也已經(jīng)研制到位，具有較小的應(yīng)用技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，國產(chǎn)船用耐蝕鋼已經(jīng)具備應(yīng)用研究和考核條件。
 
       耐腐蝕石油天然氣集輸和輸送用管線鋼研制。目前，該課題已完成了X60～X80系列試驗(yàn)鋼的冶煉工作，接下來計(jì)劃考察C、Mn含量的變化對耐硫化氫腐蝕性能的影響和夾雜物對硫化氫耐蝕性的影響，同時(shí)，通過對不同軋制和熱處理工藝獲得不同形態(tài)的顯微組織，考察不同組織對硫化氫耐蝕性的影響。
 
    此外，該課題還完成高鋼級的X70～X120系列試驗(yàn)鋼的冶煉工作，通過改變TMCP（控軋控冷）工藝制度，改變管線鋼的組織，研究不同組織管線鋼的抗HIC（氫致裂紋）、SSCC（硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋）性能。
 
       高強(qiáng)度耐腐蝕油井管用鋼生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)課題主要開發(fā)抗硫ERW焊接套管和抗硫抗擠無縫套管的關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成高性能抗硫焊接套管和抗硫抗擠無縫套管的批量生產(chǎn)能力，生產(chǎn)出規(guī)格、鋼級齊全的系列產(chǎn)品并批量應(yīng)用，滿足高含硫油氣田開采開發(fā)的需求。
 
       目前，該課題已完成了高抗擠抗硫油井管產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室成分體系和熱處理工藝的研究，力學(xué)性能滿足ISO 11960標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于80ksi～125ksi鋼級套管的要求。未來將開發(fā)高抗擠抗硫套管的純凈鋼冶煉技術(shù)和鑄坯連鑄技術(shù)，確定合理煉鋼和連鑄工藝參數(shù)；采用新鋼種進(jìn)行小批量工業(yè)化試制，研究軋制工藝和熱處理工藝對各項(xiàng)力學(xué)性能和抗腐蝕性能的影響；進(jìn)行抗硫化氫應(yīng)力腐蝕機(jī)理研究和抗硫檢測方法的改進(jìn)；開展抗擠毀機(jī)理研究，積累數(shù)據(jù)建立抗擠和抗內(nèi)壓模型。
 
       當(dāng)前，我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)將從“自身進(jìn)步”向“服務(wù)于下游用戶的消費(fèi)需求”轉(zhuǎn)變，科技發(fā)展重心逐步從加快冶金裝備工藝技術(shù)的升級換代轉(zhuǎn)變?yōu)殇撹F產(chǎn)品的升級換代，以滿足用戶不斷提高的要求。油氣開采與儲運(yùn)用高品質(zhì)耐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)正是在此形勢下應(yīng)運(yùn)而生，其對調(diào)整我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)鋼鐵行業(yè)競爭力、促進(jìn)石油和船舶制造業(yè)發(fā)展有重要意義。