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公司新闻

河北汇中管道装备有限公司 2021年度河北省科学技术进步奖提名项目公示(1-6部分)

 1、项目名称

油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件成型新技术及应用

2、提名单位

沧州市科学技术局

3、项目简介

该项目针对油气及化工管道面临的“受力状态复杂,制造工艺流程多、加工裕量大,壁厚及组织不均匀,热处理及质量控制难,主支管焊接应力集中大,抗冲刷耐腐蚀能力差,以及爆炸法、铸造法、堆焊熔覆法成型双金属复合管存在的层间缺陷、壁厚不均匀、可加工性差、成本高”问题,进行了油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件成型新技术研发。

为了提高油气及化工管道的承载能力和抗腐蚀能力,保障输送安全、延长使用寿命,项目团队通过协同创新,创造性的解决了大直径高压厚壁管件及冶金复合双金属管件成型中的技术难题,成功研制出国际领先水平的新技术和新产品。创新成果如下:

1)研发出油气管道DN1400及以下正/斜三通管件焊接及模压成型新技术。采用三通支管新型焊接成型技术(搭接焊、对接焊),代替传统的线接触焊接法,首次进行了服役状态下的多变量参数优化,使三通相贯线圆滑过渡,突破性的解决了三通焊接应力集中难题。研发的模具挤压三通新方法替代了传统的锻制加工方法。与国内外同类技术相比,节约用料30%,工艺时间缩短30%

2)研发出DN1400及以下(镍基合金/不锈钢+碳钢)双金属复合管道及管件焊接冶金复合新技术。使基层和复层形成结合良好的冶金复合,兼顾基体力学性能和覆层耐蚀性能。与国内外同类技术相比,覆层与基体的剪切强度≥300MPa,覆层晶间腐蚀平均速率为0.3-0.6mm/a,高于137.8MPa1.0mm/a的标准要求,界面结合强度更高,覆层抗晶间腐蚀、点腐蚀、硫化物应力腐蚀SCC、氢致开裂HIC性能更优。

3)研发出DN1400及以下双金属复合管件模锻新技术。首次采用逆向工程技术、真实焊缝接头模拟技术,完成了专用胎具成型等内径设计,优化了挤压、模锻成型工艺,满足了管道施工等内径(复合层)焊接的技术要求,避免了反复高温加热产生的热疲劳、氢脆、脱碳、氧化、过烧等缺陷,壁厚分布均匀,主管不偏心,内径不缩小,不出现脱层,生产效率高。与国内外同类技术相比,具有切削量小、组织性能均匀、尺寸精度高等显著优点。

4)研发出板制弯头内外弧双面自动焊机(焊接机器人)和焊接新技术,突破现有焊机技术,可以完成45°和90°板制有缝弯头的内外弧对接焊缝双面自动焊接,将原有自动焊接弯头口径从DN800,提高到DN2500,内、外焊缝质量大幅度提高,具有操作简单、效率高、转动平稳、承载能力强、焊接质量好等优点。

该项目成果已经在国内多个大型石油化工项目上应用,效果良好。近三年累计新增销售收入7.7亿元,新增利税0.9亿元,经济和社会效益显著。获发明专利5项,软著权1项,发表论文17篇。

该项目整体技术达到国际先进水平,斜三通挤压成型技术填补了国内外空白。项目成果的规模化、产业化发展,提升了我国管道装备产业技术研发实力,带动了我国管道装备企业技术创新和产品升级,推动了我国管道装备行业的科技进步。

4、主要完成单位及创新推广贡献

河北汇中管道装备有限公司

1)为项目提供资金、场地、设备、资源等情况

作为该项目的第一完成单位,为项目开展系列的设计研究、实验、工艺优化、试制等工作提供了资金、场地、设备、人力资源、能源、材料等必要条件,提供了项目产品试制的关键设备,如20000T多向模锻压力机、自动焊接机器人等,保障了项目的顺利实施。

2)对项目技术创新和应用的贡献

作为项目的核心技术完成单位,完成了项目关键工艺技术的开发,研发出了大型正、斜三通的锻制工艺、钢制焊接斜三通管件制造方法、复合板材制作大型三通锻制工艺、板制弯头内外弧双面自动焊机(焊接机器人)和焊接新工艺,为项目的实施提供了核心技术支撑。完成了配套设备及胎膜具的设计和制造,在公司建成了年产能5万吨的油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件生产线,将项目产品销往全国各地,并在中石化等多个国家重点工程上应用,近三年实现产品销售5.3亿元,实现了项目成果的推广及应用。

中国石油天然气管道科学研究院有限公司

1)为项目提供研发、测试、资源等情况

研究院充分发挥研发优势,主要参与了项目技术开发、材料研究、产品测试等工作。为项目提供了测试资源、人才资源和技术资源。

2)对项目技术创新和应用的贡献

研究院参与了双金属复合管件覆层堆焊新工艺和专用设备开发,解决了复杂结构复合管件覆层制备难、性能差的技术难题,实现了双金属复合管件的柔性智能制造,提高了生产效率和覆层性能,研发了双金属复合管件模锻新工艺,满足了管道工程现场环焊施工的技术要求,提高了双金属复合管件的表面质量、组织性能均匀性和尺寸精度,合界面结合强度更高,覆层抗晶间腐蚀、点腐蚀、SCCHIC性能优良。优化了管件的模锻成型工艺,避免了反复高温加热产生热疲劳、氢脆、脱碳、氧化、过烧等缺陷,使壁厚分布较均匀,主管不偏心,内径不缩小,不出现脱层,提高了生产效率。制定了项目产品检测评价方案,对项目产品进行了系统的性能测试,优化了多项成型工艺。

5、应用情况及效益情况

1)应用情况

“油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件成型新技术及应用”项目完成后,项目整体技术已经于201771日开始应用,主要应用单位共6家,分别是河北汇中管道装备有限公司、河北韦中管件有限公司、沧州天淼化工机械有限公司、北京汇中拓普机器人科技有限公司、河北汇中拓普机器人科技有限公司、河北冀滨机械科技有限公司,项目技术应用对应的产品主要是管道、管件、机械设备,近三年6家应用单位共计实现经济效益7.7亿元。

项目第一完成单位河北汇中管道装备有限公司,自201771日开始应用项目整体技术,至今已经实现了产业化应用,河北汇中公司购置了项目产品生产所需要的生产和检测设备,建成了年产5万吨的“油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件”规模化生产线,河北汇中公司生产的项目产品已经销售给中石化洛阳工程有限公司、北京石油化工工程有限公司、山东寿光鲁清石化有限公司、中国寰球工程有限公司、内蒙古伊泰化工有限责任公司、中化弘润石油化工有限公司等多家大型企业,并在天津渤化化工发展有限公司“两化”搬迁改造项目-180万吨/年甲醛制烯烃EPC总承包、延安煤油气资源综合利用项目、长庆乙烷制乙烯项目、内蒙古伊泰化工有限责任公司120万吨/年精细化学品示范项目等多个大型油气和化工项目上应用。项目产品的销售量逐渐增加,近三年项目产品累计销售额达5.3亿元,产品质量可靠,得到用户的一致好评。

河北韦中管件有限公司是一家专业的管道及管件制造企业,自201811日开始应用项目整体技术,用于生产油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管件产品,该产品销往全国各地,应用于石油、天然气、化工等工程项目,产品制造工艺先进,能耗低,应用效果良好,受到了客户一致好评。近三年项目产品累计销售额达0.5亿元。

 沧州天淼化工机械有限公司一家专业的压力容器、管道及管件制造企业,自201811日开始应用项目整体技术,用于生产压力容器部件和油气管道大直径高压厚壁管件及冶金复合管道部件产品,产品在全国各地均有销售,主要应用于石油、天然气、炼化等工程项目,产品技术含量高,制造工艺先进,应用效果良好,受到客户好评。近三年项目产品累计销售额达0.8亿元。

北京汇中拓普机器人科技有限公司是一家管道装备工业机器人企业,自201921日开始应用“板制弯头内外弧双面自动焊机技术”,用于生产弯头自动焊机产品,产品在全国各地均有销售,主要应用于金属管道装备制造企业,产品的应用提高了管道装备产品的生产效率,提高了管道装备产品的质量,受到了客户的一致好评。近二年项目产品累计销售额达0.3亿元。

河北汇中拓普机器人科技有限公司是一家管道装备工业机器人企业,自201951日开始应用“板制弯头内外弧双面自动焊机技术”,用于生产弯头自动焊机产品,产品在全国各地均有销售,主要应用于金属管道装备制造企业,产品的应用提高了管道装备产品的生产效率,提高了管道装备产品的质量,受到了客户的一致好评。近二年项目产品累计销售额达0.3亿元。

河北冀滨机械科技有限公司是一家管道机械设备制造企业,自201811日开始应用“板制弯头内外弧双面自动焊机技术”,用于生产管道部件自动焊接设备产品,产品主要应用于管道装备制造企业,产品在国内多个地区销售,应用该技术生产的产品技术含量高,产品自动化程度高,提高了管道装备产品的生产效率和产品质量,得到了客户的好评。近三年项目产品累计销售额达0.5亿元。

2)经济效益

项目整体技术已经于201771日开始应用,近三年共计实现销售收入7.7亿元,利润0.6亿元,税收0.3亿元。

其中项目第一完成单位河北汇中管道装备有限公司近三年共计实现销售收入5.3亿元,利润0.35亿元,税收0.20亿元。

河北韦中管件有限公司近三年共计实现销售收入0.5亿元,利润0.03亿元,税收0.02亿元。

沧州天淼化工机械有限公司近三年共计实现销售收入0.8亿元,利润0.05亿元,税收0.03亿元。

北京汇中拓普机器人科技有限公司近二年共计实现销售收入0.3亿元,利润0.03亿元,税收0.01亿元。

河北汇中拓普机器人科技有限公司近二年共计实现销售收入0.3亿元,利润0.04亿元,税收0.01亿元。

河北冀滨机械科技有限公司近三年共计实现销售收入0.5亿元,利润0.05亿元,税收0.02亿元。

3)社会效益

该项目创造性的解决了大直径高压厚壁管件及冶金复合管件成型中的技术难题,成功的研制出国际领先水平的新技术和新产品,提高了含腐蚀介质等特殊管道输送的安全性,增加了管道运行的寿命,极大的促进了管道装备行业的发展,推动了管道装备行业的科学技术进步。

研发出的模具挤压三通新方法,替代了传统的锻制方法,解决了大型正、斜三通的成型难题,提高了管件的内部质量和力学性能,其中斜三通挤压成型技术填补国内外空白。

双金属复合管件代替了合金管件和不锈钢管件,减少了金属材料的使用,减少了资源消耗,降低了工程造价,减少了工程资金投入。

项目技术的应用促进上下游行业的发展,其上游市场是原材料钢铁市场,该项目产品的快速发展,可以缓解中国钢铁行业的产能过剩,促进钢铁行业向高端产品转型发展。其下游市场是石油、化工等行业,对该项目产品需求旺盛,尤其是“一带一路”项目及复杂介质油气田运输项目,该项目可以极大的促进下游行业的升级发展。

该项目产品广泛用于我国大型石油、化工等工程,如国内最大的合资炼化项目“中科合资广东炼化一体化项目”、内蒙古伊泰化工有限责任公司120万吨/年精细化学品示范项目等。推动了我国油气行业的发展,该项目应用前景广阔、社会经济效益巨大。

该项目将原料利用率提升至90%,节约用料30%,节约用功30%,工艺时间缩短30%。减少了能源的消耗,保护了自然资源和生态环境。

该项目新增就业岗位130个,培养技术人才80人。

6、主要知识产权和标准规范等目录

序号

知识产权类别

知识产权名称

权利人

授权号

专利有效状态

1

已授权发明专利

大型正、斜三通的锻制工艺

河北汇中管道装备有限公司

200910209413.X

有效专利

2

已授权发明专利

钢制焊接斜三通管件制造方法

河北汇中管道装备有限公司

201310043540.3

有效专利

3

已授权发明专利

板制弯头内外弧双面自动焊机

河北汇中管道装备有限公司

201510419036.8

有效专利

4

已授权发明专利

复合板材制作大型三通锻制工艺

河北汇中管道装备有限公司

201410124698.8

有效专利

5

已授权发明专利

钢制焊接斜三通管件制造方法

河北汇中管道装备有限公司

201310039259.2

有效专利

6

已发表论文

X80管线钢管感应加热弯管组织性能研究

中国石油天然气管道科学研究院有限公司

1662-9752

其他有效的知识产权

7

已发表论文

X100管线钢焊接热影响区组织和性能的模拟研究

中国石油天然气管道科学研究院有限公司

1662-9752

其他有效的知识产权

8

已发表论文

不同热输入量下X90管线钢管焊接热模拟研究

中国石油天然气管道科学研究院有限公司

1662-9752

其他有效的知识产权

9

已发表论文

低温场站用WHPY-80大口径厚壁无缝三通的发展

中国石油天然气管道科学研究院有限公司;中油管道机械制造有限公司;河北工业大学

2018 IPCASME

其他有效的知识产权

10

已登记计算机软件著作权和集成电路布图设计权

法兰、弯头制造管理系统V1.0

河北汇中管道装备有限公司

2017SR350598

其他有效的知识产权

 

 

 
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