中國終于成功了！17米鋼管，中國用13年，終于打破國外壟斷

說實話，剛聽說北重集團(tuán)造出17米超長超高壓鋼管的時候，真的忍不住有點激動，這事兒可不是簡單的“造根管子”那么容易，是中國在高端制造領(lǐng)域憋了十幾年的一口氣，終于順了的感覺。

壟斷困境

長期以來，長度超過10米的超長超高壓鋼管制造技術(shù)，一直被歐美企業(yè)牢牢掌控。國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)想要獲得這類關(guān)鍵材料，不僅要支付高昂的費(fèi)用，還要接受對方設(shè)置的種種限制，甚至面臨隨時可能被斷供的風(fēng)險。

這種技術(shù)壟斷帶來的被動，在高端制造業(yè)多個領(lǐng)域普遍存在。觀研報告網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，我國特鋼行業(yè)曾長期處于“量有余而質(zhì)不足”的狀態(tài)，高附加值產(chǎn)品占比偏低，導(dǎo)致特鋼進(jìn)口平均單價幾乎是出口平均單價的兩倍。

追溯更早的時期，國內(nèi)制造業(yè)的基礎(chǔ)薄弱問題更為突出。不僅是工業(yè)領(lǐng)域的高端鋼管，就連日常使用的自行車鋼圈等基礎(chǔ)部件，都有不少依賴進(jìn)口。這種對國外技術(shù)和產(chǎn)品的依賴，成為制約國內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級的重要瓶頸。

對于能源、國防等關(guān)鍵領(lǐng)域而言，核心材料的“卡脖子”問題，更直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)安全與國家戰(zhàn)略安全。

十三年磨一劍

2012年，北重集團(tuán)正式啟動17米超長超高壓鋼管的研發(fā)項目。彼時，企業(yè)雖在10米級鋼管制造方面積累了成熟經(jīng)驗，但從10米到17米的跨越，難度呈幾何級數(shù)增長。

北重集團(tuán)特鋼事業(yè)部總工程師周仲成曾坦言，每增加一米長度，鋼管自重與內(nèi)部高壓產(chǎn)生的復(fù)合應(yīng)力就會急劇增大，對原材料和制造工藝的要求都會成倍提升。

研發(fā)之路從一開始就布滿荊棘。團(tuán)隊首先面臨的是原材料純凈度的難題。鋼材中的硫、磷、氧等雜質(zhì)，會嚴(yán)重影響鋼管的抗壓能力和均勻性，對于17米長的鋼管而言，哪怕是微小的雜質(zhì)，都可能在高壓高溫環(huán)境下引發(fā)致命隱患。

為了攻克這一難關(guān)，科研人員從源頭入手，篩選最優(yōu)質(zhì)的生鐵和合金原料，卻發(fā)現(xiàn)即便使用“頂級”原料，仍無法將雜質(zhì)含量降至理想水平。

無數(shù)個日夜，科研團(tuán)隊在實驗室與煉鋼爐之間奔波。白天分析數(shù)據(jù)、設(shè)計方案，晚上輪班值守在鋼爐旁，反復(fù)摸索出爐時機(jī)和溫度控制點。經(jīng)過數(shù)十次嘗試，團(tuán)隊終于探索出綜合多元脫氧技術(shù)，通過在鋼水中加入硅、鈣等元素充當(dāng)“清道夫”，與氧元素結(jié)合生成穩(wěn)定氧化物后上浮除雜。

為了防止二次氧化，他們又引入氬氣保護(hù)的電渣重熔工藝，形成一套完整的精煉提純“組合拳”，最終將鋼材雜質(zhì)含量控制在0.001%以下，遠(yuǎn)超歐美企業(yè)0.005%的標(biāo)準(zhǔn)。

工藝突破

解決了原材料問題，制坯環(huán)節(jié)的難題又接踵而至。17米長的鋼坯在鍛造過程中，極易因溫度下降過快而硬化，失去延展性。有著多年制坯經(jīng)驗的關(guān)鍵技能帶頭人門立寶深知其中不易，第一次嘗試就因起吊速度稍慢導(dǎo)致失敗。

為了破解這一困境，團(tuán)隊雙管齊下，一方面升級加工設(shè)備、優(yōu)化工藝流程，提升加工精度和穩(wěn)定性；另一方面，依托海量制造數(shù)據(jù)自主研發(fā)智能化溫控系統(tǒng)，通過算法建模實時監(jiān)測鋼坯各部位溫度，一旦發(fā)現(xiàn)降溫過快便自動觸發(fā)升溫手段，確保鋼坯始終處于最佳加工溫度窗口。

實心鋼坯變成合格鋼管，還需闖過深孔鉆削與珩磨的“最后一關(guān)”。17米長的鋼坯要鉆出內(nèi)壁光滑的通孔，兩端同心度偏差需控制在比指甲蓋還薄的范圍內(nèi)，這種精度要求堪稱苛刻。普通鉆桿在重力作用下會發(fā)生下?lián)希瑢?dǎo)致鉆孔偏移，而堅硬的鋼材又會快速磨損鉆頭。

團(tuán)隊針對性研發(fā)出剛性極強(qiáng)的深孔鉆床系統(tǒng)和專用鉆桿，憑借優(yōu)異的減震性能和導(dǎo)向穩(wěn)定性抵抗鉆桿下?lián)希煌瑫r采用超硬耐磨材料和特殊幾何設(shè)計的鉆頭，大幅提升鉆孔能力與效率。后續(xù)的內(nèi)孔珩磨環(huán)節(jié)，他們又改造出專用機(jī)床，將17米長的管壁內(nèi)孔打磨得如鏡面般光滑。

歐美企業(yè)采用的“連軋+熱處理”老工藝不同，北重集團(tuán)走出了一條“模塊化設(shè)計+柔性生產(chǎn)”的新路。國外生產(chǎn)線一臺設(shè)備動輒耗資數(shù)億歐元，且只能生產(chǎn)單一規(guī)格產(chǎn)品，而北重集團(tuán)的柔性生產(chǎn)線可兼容多種管徑和長度的生產(chǎn)需求，無論是石化項目還是核電項目的定制化需求都能滿足。

顯示，這條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率比國外同類設(shè)備提升40%，能耗卻降低18%，實現(xiàn)了效率與成本的雙重優(yōu)化。

突圍價值

十三年的堅守，換來了顯著的經(jīng)濟(jì)與戰(zhàn)略價值。在成本控制方面，國產(chǎn)鋼坯實現(xiàn)應(yīng)用后，成本直接壓縮至進(jìn)口價的28%，同時碳排放降低30%，兼顧了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保需求。

重要的是，隨著國產(chǎn)化替代的推進(jìn)，進(jìn)口鋼管價格直接下降70%，僅2024年就為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)節(jié)省成本超百億元，這些資金可重新投入技術(shù)研發(fā)，形成產(chǎn)業(yè)升級良性循環(huán)。

應(yīng)用領(lǐng)域，這根鋼管的價值得到充分釋放。在深地鉆探領(lǐng)域，它支撐塔克拉瑪干沙漠的鉆探深度突破11100米，相當(dāng)于將珠峰倒置后插入地下，在極端工況下驗證了中國技術(shù)的可靠性。

在國防領(lǐng)域，它應(yīng)用于潛艇耐壓殼體制造，使殼體強(qiáng)度提升30%，為核潛艇下潛深度突破600米提供了關(guān)鍵支撐；在新能源領(lǐng)域，它成功支撐全球最大的LNG儲運(yùn)項目，增強(qiáng)了中國在新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)話語權(quán)。

規(guī)模化生產(chǎn)后，產(chǎn)品參數(shù)的一致性成為新的挑戰(zhàn)。北重集團(tuán)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)全流程數(shù)字化管控，將產(chǎn)品合格率從92%提升至98%，次品率控制在0.5%以下，用數(shù)字化手段解決了規(guī)模化生產(chǎn)的質(zhì)量管控難題，展現(xiàn)出中國制造業(yè)的成熟治理能力。

標(biāo)準(zhǔn)重塑

這根鋼管的突破，更深遠(yuǎn)的意義在于推動中國制造業(yè)從“跟跑”向“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變，從“遵循標(biāo)準(zhǔn)”向“制定標(biāo)準(zhǔn)”跨越。此前，國內(nèi)高端鋼管領(lǐng)域長期采用美國石油協(xié)會（API）等國外標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)只能被動遵循。而北重集團(tuán)通過技術(shù)創(chuàng)新，制定出更嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其鋼材純凈度、尺寸精度等指標(biāo)均優(yōu)于歐美同類產(chǎn)品。這種標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)的提升，在國內(nèi)高端制造業(yè)并非個例。

衡鋼自主研發(fā)的深地鉆探用特殊扣油套管，承載能力超過實際使用要求30%以上，形成了自主的HS產(chǎn)品系列；中國寶武掌握的GH3600精細(xì)薄壁無縫管材技術(shù)，成為國內(nèi)唯一產(chǎn)業(yè)化企業(yè)；由我國牽頭制定的《石油天然氣工業(yè)（包含低碳能源）管道輸送系統(tǒng) 術(shù)語》國際標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，首次在全球統(tǒng)一287項油氣管道輸送術(shù)語。這些突破共同構(gòu)成了中國制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要支撐。