■ 中國工業報曹雅麗

鈦合金以其優異性能,已廣泛應用于航空、航天、船舶、化學化工、醫療、海洋工程和石油石化等各個領域，引起了全球研究者拓展鈦合金應用領域的研發熱潮。為了更加適應世界高科技發展趨勢與******發展戰略新興產業需要，搶抓機遇，特別是十四五規劃機遇期。9月24日，恒祥集團旗下河北恒祥-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昌平校區舉行。

開辟鈦管在石油行業的應用

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

宋生印表示，石油行業是大量消耗鋼管的行業，據統計，***多的一年，僅油井管就消耗了350萬噸。石油行業深井、超深井和腐蝕井非常多，石油井管服役條件******復雜和嚴酷，特別是深井超深井越來越多，傳統油井管強度余量太少，一旦遇到復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也會用到鈦合金管材。因此，鈦合金管已成為未來重點發展方向之一。

鈦合金應用于天然氣勘探開發前景廣闊

鈦合金除了應用于石油行業，還在天然氣勘探開發方面有很好的應用。鈦合金具有低密度、高比強度、優異的耐蝕性及抗沖擊性能、較高的經濟性等特征,與其他金屬材料相比具有明顯優勢。盡管應用于油氣勘探開發領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的發展,其在天然氣勘探開發中的應用將會越來越廣闊。

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，提高處理事故復雜能力。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已成為石油天然氣工業面臨的重大難題。因此，選取優質的耐腐蝕材料作管材已成為主導趨勢。鈦合金以其優異的抗腐蝕性能，近年來開始逐漸應用于高含硫環境中。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生腐蝕的情況下。通過多年的研制，目前已經形成與普通鋼材對應的油套管用鈦合金材料。鈦合金油管力學性能與鎳基合金油管力學性能相當，接頭強度達到標準 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應力腐蝕疲勞強度，鈦合金管抗應力腐蝕疲勞強度比現用碳鋼高10倍以上，同時鋪設海管時鈦合金管適應鋪設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保證焊縫均勻可靠，并且鈦合金輸送管線機械性能優異，通過管體拉伸力學性能測試、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，系統成本降低，預計服務年限可達25 年之久。除此之外，海洋鉆井平臺上冷卻系統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，減少了維護工作量。

宋生印說，希望相關鈦企業從鈦及鈦合金加工制作向核心技術研發方向轉型升級，積極開闊視野、搶抓機遇，相互協作，攜手攻破鈦合金制管等核心技術問題，開辟鈦管在石油行業應用的廣闊天地。

產學研融用合作共贏創新機制

研究院的成立，將加快推進河北恒祥在鈦合金材料研究制備技術進步、產業提升以及技術成果的轉化落地，依托北京科技大學工程技術研究院在高效軋制、工藝裝備、控制系統成套、智能制造等領域的優勢，充分利用北科大人才和河北恒祥產線及裝備資源，形成產學研融用合作共贏的創新機制。

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

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域的深入研究及科研轉化提供新的契機。

鈦合金無縫管開發工作，目前產品已經進入***終研發階段，并可實現批量生產階段，管材成材率Max92%，屈服強度880Mpa、抗拉強度975MPa、延伸率16-17%、20℃沖擊功Kv2均值43.4-43.9、并將根據市場需求，進行適應性改進，***大程度滿足用戶不同材質需求，以低成本、高效率加工工藝回報客戶和社會。搭建行業標準。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；鋼鈦聯合的短流程加工方法，是低成本生產高強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，但是軋制過程參數穩定至關重要；開發高強韌、耐蝕的新型鈦合金，用于油井鉆桿、套管、無縫管，滿足不同油氣井應用。

北京科技大學工程技術研究院院長何安瑞在致辭時表示，隨著新材料技術革命的興起，高校與企業聯合開展學研產的模式是技術發展的趨勢，此次研究院的成立也會科研實踐帶來更多創新點。

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接下來，泰納瑞斯中國區執行董事總經理劉景華、中國區商務總監田連江、原華北油田管具公司副總經理，現任中石油集團渤海鉆探管具與井控技術服務有限公司副總經理王趁強、中國建材行業聯合會鈦材料分會副會長兼秘書長付一江、中國航天科工集團飛航技術研究院研究員、教授級高工張巨濤、深圳華洋投資控股集團董事局主席陸軍、美國凱雷基金公司中國區投資總監王柏松、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，期待更加優質的鈦合金產品盡快面世，填補國內鈦合金油管領域的市場空白，并盡***大力量支持和參與研究院的發展。

恒祥集團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，成立于2014年，位于河北省衡水市桃城區，是衡水市重點引進項目。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提供***優的開采工具為發展目標。研究院的設立發揮校企不同技術創新資源的特點和優勢，加強創新資源的高效整合和開放共享，聯合打造合作項目的研究機構、市場推廣機構和青年人才的培養中心。

趙計龍指出，研究院以高起點、高標準、新體制為建設理念，以國際領先的高端材料科學研究平臺為建設目標，強強聯合北科工研在材料學科的專業和研究人員，逐步將研究院建成高水平人才的培養基地、前沿科技的創新基地和應用成果的轉化基地。

趙計龍表示，在未來，研究院工作的方向將在以下三個方面：一是建立校企協作創新合作以及科技成果轉化新機制，開展前瞻性、原創性、針對性的應用基礎、產業化技術研究，攻克工業生產中核心關鍵技術的研發和集成技術。二是聚集一批創新能力強的專業研究隊伍，培養高水平的工程技術創新團隊。三是以研究院為平臺，以市場需求為導向，將產品研發與市場推廣作為核心，兼顧人才培養，整合優勢行業資源，主要開展裝備升級和改造、實現技術轉型與產能優化提升；導入新技術、孵化新產品；聯合申報******和地方重點工程項目、重大科技項目并開展聯合攻關；開展技術交流、人才聯合培養、技術人員的技能培訓與提升等工作，打造校企合作的新標桿。

***后，北京科技大學北科工研院黨委書記陳雨來表示，此次研究院的設立標志著河北恒祥與北科工研的合作進入一個新的發展高度，必將進一步加快推進鈦合金新材料在石油裝備領域的推廣與應用。將為河北恒祥鈦合金產業可持續發展、提升技術創新基礎能力提供動力支撐，實現學研產的有機落地，打造鈦合金新材料領域的新高地。

編輯：胡娜

公司在國內知名專家教授的引領帶動下，組建了一支國內******的超精密技術研發團隊，研發團隊在超精密機床的單元技術、切削機理和工藝、成套技術及應用工藝方面具備豐富的技術經驗和實踐積累。可為北京精密零件加工，北京鋁合金異型件加工制造相關產業提供優質的技術服務。