渤海装备密相/超临界二氧化碳管道弯管试制成功

“第三方检测实验室出具的理化报告显示，我公司试制的又一款CCUS弯管各项性能指标全部满足标准要求，取得圆满成功。”6月27日，渤海装备巨龙钢管公司管件厂技术副厂长白雷杰向记者介绍道。这是继该公司顺利完成吉林石化—吉林油田二氧化碳管道工程（一期）首批直缝埋弧焊接钢管保供任务后，依托项目建设研发出的又一款CCUS产品。

相较于天然气管道，密相/超临界二氧化碳管道具有止裂韧性需求高、启裂控制温度低、残余应力控制难度大等特点，且要求管材具备较强的抗腐蚀性。为满足吉林石化—吉林油田二氧化碳管道工程项目建设用管需求，该公司技术团队主动对接项目单位、设计院所，提前就CCUS弯管展开技术攻关与产品试验试制。通过数月的弯管成型、热处理工艺、焊接材料及工艺系统性研究，该公司攻克了弯管残余应力控制难等技术难题，成功制造出各项性能指标优于技术规范要求的CCUS弯管产品，成为国内首家完成该产品研制生产的厂家，具备了规模化批量生产条件。

近年来，渤海装备在CCUS产品研发上狠下功夫，研制的国内最大壁厚、最大口径超临界二氧化碳输送钢管可实现千万吨级二氧化碳的安全高效输送；首创的柱塞式二氧化碳密相泵已在吉林油田成功应用；研发的CCUS注入和采油井口装置为油田驱油增产和注入封存提供了绿色安全通道。

2024年11月12日，渤海装备公司自主研制的超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管，经过严格检测，顺利过关。该产品直径达610毫米，壁厚38毫米，不仅尺寸精准，其力学性能也完全符合技术标准。此次试制成功，不仅填补了国内在该领域的空白，更标志着我国在超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管领域取得了重大突破。

经过严格的CTOD试验验证，该超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管成功满足了千万吨级二氧化碳输送的严苛需求。这一重大突破不仅填补了我国在“双碳”领域的产业空白，更显著提升了渤海装备公司在清洁能源市场上的产品竞争力。

CCUS/CCS技术是国际公认的解决气候变暖、大规模减少碳排放，最终实现碳中和的最有效技术方案。随着“双碳”目标任务的持续推进，CCUS技术作为实现大规模碳减排的托底技术，在我国迅速发展。

　　作为CCUS产业链中连接上下游的关键环节——长距离二氧化碳专用运输管网及其配套基础设施建设，将成为未来管业的重要发展方向。二氧化碳管道工程建设迎来了黄金发展机遇。

　　然而，我国二氧化碳管道工程建设起步较晚。为了推动我国二氧化碳管道工程建设与发展，亟待对二氧化碳管道输送关键难题与核心技术开展系统攻关。

　　作为中国石油产业链价值链上的重要一环，渤海装备坚决扛起了生态文明建设责任，加快新能源装备的研发。抓住这一发展机遇，渤海装备积极承担大管径、大壁厚超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管研发的重任。

　　2023年11月，渤海装备携手中海油研究总院、中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司、首钢技术研究院、华北管道设计院等单位，启动了海底超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管研发项目，超前开展了超临界二氧化碳输送用直缝埋弧焊管材料、制造关键技术、钢管性能及抗二氧化碳腐蚀规律研究，抢占清洁能源领域新高地。

超临界二氧化碳输送，对管材的低温韧性和抗二氧化碳腐蚀性有着非常严苛的要求。在二氧化碳管道运行过程中，腐蚀穿孔或外界破坏可能引发管道泄漏等安全问题。这对管道设计、管道材料选择及完整性管理提出了诸多挑战。

　　向二氧化碳管道输送关键难题与核心技术发起冲锋，渤海装备针对二氧化碳输送管道腐蚀、泄漏扩散、裂纹扩展等问题及适用性管道材料和设备开展了深入研究。

　　研发团队通过优化设计材料合金成分及金相组织，联合国内钢厂开发出了适用于超临界二氧化碳输送的热轧钢板。

　　钢管试制过程中，针对直径610毫米壁厚38毫米的小口径大壁厚钢管成型、扩径、焊材匹配和焊接工艺等技术难题进行精准分解。通过不断优化成型、扩径和焊接工艺，精控坡口角度，循环焊接工艺试验、优化焊接参数，攻克了小口径大壁厚钢管的成型工艺和焊缝质量控制难题，确保了试制钢管的各项性能指标均满足超临界二氧化碳输送的要求。

　　通过开展成型扩径模具及工艺、焊接材料及工艺系统研究，攻克了小口径大壁厚钢管的几何尺寸、焊缝质量控制以及超高压力静水压试验等技术难题，钢管具有高几何尺寸精度、优异的低温启裂韧性和延性裂纹扩展止裂韧性。

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