“研发复合管核心技术时，我们曾卡在一个界面焊接问题上，怎么都突破不了。”中国石油集团宝石管业研究院高级工程师张君向《中国科学报》回忆，“那段时间，大家吃饭睡觉都在琢磨，一有新想法就赶紧记在手机上，至今印象深刻。”

他提到的正是该企业自主研发的深海油气用双金属冶金复合管。这一产品近日试制成功，并通过中国船级社认证，成功打破国外技术垄断，填补了国内空白，为我国深海油气开发提供了关键装备支撑。

突破异种金属焊接技术

几千米深的海底，高压、低温、高腐蚀，对管材性能有着极大的考验。过去，作为深海油气输送系统的“动脉”，这种高性能管材一直依赖进口，不仅价格昂贵、供应周期长，关键时刻还可能受制于人。

团队围绕焊接技术进行攻关。受访者供图

此次宝石管业研发并试制成功的产品，采用“N06625镍基合金+X65MS抗酸碳钢”的双金属结构，管径达到610毫米，具备高强度和高耐蚀双重性能。外层碳钢提供机械支撑，能承受压力；内层镍基合金抵御环境腐蚀。产品采用JCO工艺（钢管制造中的冷成型技术），各项指标稳定，已具备工程化投用条件。

制造这样一根管子，最难的是让两种完全不同的金属材料“握得住手”。镍基合金和碳钢之间性能相差悬殊，传统工艺难以焊接牢固，容易出现开裂、脱层、腐蚀等问题。

“过去，国内没有成熟经验，核心技术长期未能突破。我们最大的难点就是覆层Ni-Cr-Mo-Nb镍基合与基层微合金低碳钢两种金属共熔池焊接问题，焊缝既要保证覆层金属的点蚀当量要求和耐腐蚀性能，还要确保基层焊缝不出现淬硬组织，所以焊接难度很大。”张君说。经过反复试验和摸索，团队最终采用了多种组合的高效接方式，通过焊接工艺优化，在保证焊缝质量的前提下大幅提高了焊接效率，使该产品具有较高的市场竞争力。

团队对测试结果进行分析。受访者供图

张君回忆，很长时间，团队都在围绕焊接技术进行攻关，前后更是经过了五轮的焊接试验。“每一轮试验都要对几十副板材开展测试，结束以后我们立即坐在一起总结分析，针对出现的问题进行探讨。”

通过实验室大量工艺试验研究后，宝石管业研究院继而联合中油宝世顺（秦皇岛）钢管有限公司，组建产品试制专项团队，紧密围绕N06625镍基合金+X65MS双金属复合管在生产线技术转化关键环节开展攻坚。经过近5个月时间，团队克服复合板材坡口加工、JCO成型等系列问题，反复调试，最终实现工业化试制，产品性能满足国内外相关标准要求。

应用领域从海洋拓展到陆地和新能源

产品既解决了制约深海输送管道国产化的关键问题，也为后续在深海各种复杂地质条件下的油气开发提供了可靠材料储备，提升了我国在深海资源开发装备体系中的话语权。

“深海油气储量大、潜力足，我国油气资源勘探持续向海洋深处拓展。‘好资源’要有‘好通道’，复合管作为深海输送的“骨架”，将在实际应用上发挥重要的作用。”张君说。

目前，国内外双金属复合管产品大多数是中小口径，此次研发的复合管是610毫米的大口径，最大可以拓展至上千毫米。

“我们的技术达到国际领先水平，产品实现国产化后，不但能节约大量昂贵金属材料，还使管道建造成本大幅降低。”张君表示，宝石管业已拥有奥氏体不锈钢复合管、双向不锈钢复合管、钛合金复合管及镍基合金复合管系列产品，并在宝世顺公司建立国际先进的新能源工厂，具备工业化生产能力。同时，研究院通过多年的技术研究，已掌握了复合管等产品现场施工焊接相关的关键核心技术。未来，该产品不仅在油气输送领域，在储能、新能源以及其它工业领域也具有广泛的推广前景和能力。

国产深海油气用双金属冶金复合管试制成功。受访者供图

宝石管业总工程师张锦刚表示，公司将以此次试制成功为契机，加快产业链协同配套，进一步巩固我国高端油气输送材料自主创新能力。

"用技术创造价值，才能实现自我价值。"是团队成员挂在嘴边的一句话。张君说，未来他们还会在深海管道技术上持续突破，做出更多创新。