■ 中國工業(yè)報曹雅麗

鈦合金以其優(yōu)異性能,已廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、化學(xué)化工、醫(yī)療、海洋工程和石油石化等各個領(lǐng)域，引起了全球研究者拓展鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)熱潮。為了更加適應(yīng)世界高科技發(fā)展趨勢與******發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)需要，搶抓機(jī)遇，特別是十四五規(guī)劃機(jī)遇期。9月24日，恒祥集團(tuán)旗下河北恒祥-北科工研鈦合金材料及裝備制造研究院（簡稱：研究院）掛牌儀式在北京科技大學(xué)昌平校區(qū)舉行。

開辟鈦管在石油行業(yè)的應(yīng)用

我國鈦資源豐富，鈦鐵礦儲量達(dá)2億噸，占全球儲量28%，排名全球******，鈦合金以其優(yōu)異的抗腐蝕性能，近年來開始逐漸應(yīng)用于高含硫環(huán)境中。中石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院研究員、一級專家、國務(wù)院政府特貼專家教授宋生印表示，隨著探勘開發(fā)向更深、更苛刻腐蝕環(huán)境方向發(fā)展，未來鈦材料在石油行業(yè)的應(yīng)用市場會更加廣闊。

宋生印表示，石油行業(yè)是大量消耗鋼管的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計，***多的一年，僅油井管就消耗了350萬噸。石油行業(yè)深井、超深井和腐蝕井非常多，石油井管服役條件******復(fù)雜和嚴(yán)酷，特別是深井超深井越來越多，傳統(tǒng)油井管強(qiáng)度余量太少，一旦遇到復(fù)雜情況難以圓滿解決，而鈦合金的密度只有4.5克/立方厘米左右，具有強(qiáng)度高、耐蝕性極好、疲勞壽命長等特點，不僅能解決深井的載荷和壽命短的問題，而且能耗也比較小。此外，一些酸性油氣田的集輸管網(wǎng)也會用到鈦合金管材。因此，鈦合金管已成為未來重點發(fā)展方向之一。

鈦合金應(yīng)用于天然氣勘探開發(fā)前景廣闊

鈦合金除了應(yīng)用于石油行業(yè)，還在天然氣勘探開發(fā)方面有很好的應(yīng)用。鈦合金具有低密度、高比強(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性及抗沖擊性能、較高的經(jīng)濟(jì)性等特征,與其他金屬材料相比具有明顯優(yōu)勢。盡管應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域時存在耐蝕局限性、腐蝕電位高等方面的問題,但鈦合金鉆桿、油套管、輸送管線等已在積極研發(fā)并投入試驗。隨著鈦合金成本的不斷降低以及加工制造技術(shù)的發(fā)展,其在天然氣勘探開發(fā)中的應(yīng)用將會越來越廣闊。

鈦合金鉆桿在超深井、大位移井中也有應(yīng)用。由于鈦合金密度低，可降低大鉤載荷 30 %，降低扭矩 30 %~40 %，顯著提高鉆具的拉力余量與安全系數(shù)，提高處理事故復(fù)雜能力。宋生印表示。

宋生印表示，我國的天然氣資源中大部分都是含硫氣田。高腐蝕性油氣田的開發(fā)已成為石油天然氣工業(yè)面臨的重大難題。因此，選取優(yōu)質(zhì)的耐腐蝕材料作管材已成為主導(dǎo)趨勢。鈦合金以其優(yōu)異的抗腐蝕性能，近年來開始逐漸應(yīng)用于高含硫環(huán)境中。特別是工況條件比較惡劣， Cl-和 H2S含量很高，一般的不銹鋼，甚至是鎳基合金都會發(fā)生腐蝕的情況下。通過多年的研制，目前已經(jīng)形成與普通鋼材對應(yīng)的油套管用鈦合金材料。鈦合金油管力學(xué)性能與鎳基合金油管力學(xué)性能相當(dāng)，接頭強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) ISO10400 對 P110 鋼級的要求。

由于鈦合金管易于彎曲，并具有極高的抗海浪沖擊和平臺移動造成的動態(tài)應(yīng)力腐蝕疲勞強(qiáng)度，鈦合金管抗應(yīng)力腐蝕疲勞強(qiáng)度比現(xiàn)用碳鋼高10倍以上，同時鋪設(shè)海管時鈦合金管適應(yīng)鋪設(shè)過程中的彎曲變形工況。鈦合金輸送管線焊接性能良好，單面焊接雙面成型技術(shù)保證焊縫均勻可靠，并且鈦合金輸送管線機(jī)械性能優(yōu)異，通過管體拉伸力學(xué)性能測試、示波沖擊試驗、管體壓扁試驗、斷裂韌度 KIC 測試。宋生印表示。

此外，宋生印還表示，鉆井平臺使用鈦合金作為隔水管，可降低提升力，省去巨大的柔性接頭，系統(tǒng)成本降低，預(yù)計服務(wù)年限可達(dá)25 年之久。除此之外，海洋鉆井平臺上冷卻系統(tǒng)中的熱交換器使用了鈦制管狀冷卻裝置；各種類型的泵 （如深井泵、離心泵）均采用了鑄鈦泵體和鈦合金葉輪；各種閥門及其他管件配件也采用了鈦制品，減少了維護(hù)工作量。

宋生印說，希望相關(guān)鈦企業(yè)從鈦及鈦合金加工制作向核心技術(shù)研發(fā)方向轉(zhuǎn)型升級，積極開闊視野、搶抓機(jī)遇，相互協(xié)作，攜手攻破鈦合金制管等核心技術(shù)問題，開辟鈦管在石油行業(yè)應(yīng)用的廣闊天地。

產(chǎn)學(xué)研融用合作共贏創(chuàng)新機(jī)制

研究院的成立，將加快推進(jìn)河北恒祥在鈦合金材料研究制備技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)提升以及技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化落地，依托北京科技大學(xué)工程技術(shù)研究院在高效軋制、工藝裝備、控制系統(tǒng)成套、智能制造等領(lǐng)域的優(yōu)勢，充分利用北科大人才和河北恒祥產(chǎn)線及裝備資源，形成產(chǎn)學(xué)研融用合作共贏的創(chuàng)新機(jī)制。

會上，北京科技大學(xué)工程技術(shù)研究院（簡稱：北科工研），中國建材行業(yè)聯(lián)合會鈦材料分會、中石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院、泰納瑞斯全球服務(wù)有限公司中國公司、中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程管具與井控技術(shù)服務(wù)公司、中國航天科工集團(tuán)飛航技術(shù)研究院、美國凱雷基金中國公司、深圳華洋投資控股集團(tuán)、河北恒祥石油裝備科技有限公司等單位有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)出席此次掛牌儀式。

本次活動由北科工研院教授余偉主持，他表示，期待此次研究院的成立能夠為鈦合金管道領(lǐng)域的深入研究及科研轉(zhuǎn)化提供新的契機(jī)。

鈦合金無縫管開發(fā)工作，目前產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入***終研發(fā)階段，并可實現(xiàn)批量生產(chǎn)階段，管材成材率Max92%，屈服強(qiáng)度880Mpa、抗拉強(qiáng)度975MPa、延伸率16-17%、20℃沖擊功Kv2均值43.4-43.9、并將根據(jù)市場需求，進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，***大程度滿足用戶不同材質(zhì)需求，以低成本、高效率加工工藝回報客戶和社會。搭建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。余偉表示。

余偉介紹，鈦合金無縫管是高壓、高溫和高CO2/H2S分壓油氣，以及可燃冰開采的***佳材料選擇；鋼鈦聯(lián)合的短流程加工方法，是低成本生產(chǎn)高強(qiáng)度鈦合金管的新方法，可大幅提高成材率；熱軋直接成形是雙相鈦合金組織控制的有效方法，但是軋制過程參數(shù)穩(wěn)定至關(guān)重要；開發(fā)高強(qiáng)韌、耐蝕的新型鈦合金，用于油井鉆桿、套管、無縫管，滿足不同油氣井應(yīng)用。

北京科技大學(xué)工程技術(shù)研究院院長何安瑞在致辭時表示，隨著新材料技術(shù)革命的興起，高校與企業(yè)聯(lián)合開展學(xué)研產(chǎn)的模式是技術(shù)發(fā)展的趨勢，此次研究院的成立也會科研實踐帶來更多創(chuàng)新點。

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接下來，泰納瑞斯中國區(qū)執(zhí)行董事總經(jīng)理劉景華、中國區(qū)商務(wù)總監(jiān)田連江、原華北油田管具公司副總經(jīng)理，現(xiàn)任中石油集團(tuán)渤海鉆探管具與井控技術(shù)服務(wù)有限公司副總經(jīng)理王趁強(qiáng)、中國建材行業(yè)聯(lián)合會鈦材料分會副會長兼秘書長付一江、中國航天科工集團(tuán)飛航技術(shù)研究院研究員、教授級高工張巨濤、深圳華洋投資控股集團(tuán)董事局主席陸軍、美國凱雷基金公司中國區(qū)投資總監(jiān)王柏松、中國有色報社主編陳巖等依次就研究院成立表示熱烈祝賀，期待更加優(yōu)質(zhì)的鈦合金產(chǎn)品盡快面世，填補(bǔ)國內(nèi)鈦合金油管領(lǐng)域的市場空白，并盡***大力量支持和參與研究院的發(fā)展。

恒祥集團(tuán)兼河北恒祥石油裝備科技有限公司董事長趙計龍介紹，河北恒祥鈦合金制品有限公司是一家專注于鈦合金石油裝備的高科技企業(yè)，成立于2014年，位于河北省衡水市桃城區(qū)，是衡水市重點引進(jìn)項目。公司成立之初，便將打造鈦合金高端石油裝備為己任，以為******深井深油氣田高效開發(fā)提供***優(yōu)的開采工具為發(fā)展目標(biāo)。研究院的設(shè)立發(fā)揮校企不同技術(shù)創(chuàng)新資源的特點和優(yōu)勢，加強(qiáng)創(chuàng)新資源的高效整合和開放共享，聯(lián)合打造合作項目的研究機(jī)構(gòu)、市場推廣機(jī)構(gòu)和青年人才的培養(yǎng)中心。

趙計龍指出，研究院以高起點、高標(biāo)準(zhǔn)、新體制為建設(shè)理念，以國際領(lǐng)先的高端材料科學(xué)研究平臺為建設(shè)目標(biāo)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合北科工研在材料學(xué)科的專業(yè)和研究人員，逐步將研究院建成高水平人才的培養(yǎng)基地、前沿科技的創(chuàng)新基地和應(yīng)用成果的轉(zhuǎn)化基地。

趙計龍表示，在未來，研究院工作的方向?qū)⒃谝韵氯齻€方面：一是建立校企協(xié)作創(chuàng)新合作以及科技成果轉(zhuǎn)化新機(jī)制，開展前瞻性、原創(chuàng)性、針對性的應(yīng)用基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究，攻克工業(yè)生產(chǎn)中核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和集成技術(shù)。二是聚集一批創(chuàng)新能力強(qiáng)的專業(yè)研究隊伍，培養(yǎng)高水平的工程技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊。三是以研究院為平臺，以市場需求為導(dǎo)向，將產(chǎn)品研發(fā)與市場推廣作為核心，兼顧人才培養(yǎng)，整合優(yōu)勢行業(yè)資源，主要開展裝備升級和改造、實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型與產(chǎn)能優(yōu)化提升；導(dǎo)入新技術(shù)、孵化新產(chǎn)品；聯(lián)合申報******和地方重點工程項目、重大科技項目并開展聯(lián)合攻關(guān)；開展技術(shù)交流、人才聯(lián)合培養(yǎng)、技術(shù)人員的技能培訓(xùn)與提升等工作，打造校企合作的新標(biāo)桿。

***后，北京科技大學(xué)北科工研院黨委書記陳雨來表示，此次研究院的設(shè)立標(biāo)志著河北恒祥與北科工研的合作進(jìn)入一個新的發(fā)展高度，必將進(jìn)一步加快推進(jìn)鈦合金新材料在石油裝備領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。將為河北恒祥鈦合金產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提升技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)能力提供動力支撐，實現(xiàn)學(xué)研產(chǎn)的有機(jī)落地，打造鈦合金新材料領(lǐng)域的新高地。

編輯：胡娜

公司在國內(nèi)知名專家教授的引領(lǐng)帶動下，組建了一支國內(nèi)******的超精密技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊，研發(fā)團(tuán)隊在超精密機(jī)床的單元技術(shù)、切削機(jī)理和工藝、成套技術(shù)及應(yīng)用工藝方面具備豐富的技術(shù)經(jīng)驗和實踐積累。可為北京精密零件加工，北京鋁合金異型件加工制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。