B型套筒上下对接覆盖在管道缺陷处的两块弧形板，经侧焊缝焊接形成圆柱钢筒包裹在管道上，两端通过角焊方式焊接在管道上。B型套筒焊接所形成的两条环向角焊缝，在套筒壁较厚时，结构应力相对较高，易出现裂纹等缺陷。

工程材料研究院研发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒，较常规产品厚度薄，修复后管道负重较轻，角焊缝处结构应力较低。这个产品及其配套技术可有效保证在役管道焊接质量。

4月18日，60套由工程材料研究院自主研发、用于修复大口径输气管道缺陷的X70钢级薄壁B型套筒的生产准备,已全部就绪。

近年来，随着管道建设水平的提高，我国油气管道干线已超过16万公里。其中，X80钢级管道里程位居全球第一。作为关系能源的“国脉”，管道的安全与环保成为社会各界关注的焦点。

工程材料研究院针对我国高钢级管道完整性关键技术缺乏的状况，加大科技创新和成果转化力度，历经20余年理论与试验研究，攻克了“含缺陷管道评价修复”关键技术，开发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒，填补了国内空白。截至目前，“含缺陷管道评价修复”这项创新成果累计开展评价3万余次，修复损伤1000多处，为我国油气管道安全高效运行提供了重要技术支撑。

紧盯需求聚智创新突破关键技术

管道输送具有连续性强、安全性高、投资少等优点，但在长期服役过程中，不可避免会出现损伤。如何科学处理在役管道损伤，是管道运营企业和专业科研机构面临的重大课题。

“受输量、投资、工期、技术、环境等多种因素限制，不可能也不需要对所有管道缺陷进行维修或更换。”工程材料研究院杨锋平博士说，检测到管道损伤后，首先应进行安全评价，并计算其剩余强度。选择那些无法继续服役的高危缺陷进行修复或换管作业，既可保证管道安全运行，又可节约维修成本。

近20年来，以西气东输工程为标志，我国油气管道干线建设呈现出“长距离、高钢级、大口径、高压力”等特点。为探寻此类管道环焊缝损伤评价的新方法，2018年，工程材料研究院集中优势力量，加大科技攻关力度，采用有限元三维数值模拟、全尺寸试验等先进技术，在国内首次建立了X80管道环焊缝断裂评价模型，极大地推动了我国油气管道完整性评价技术的进步。

经评价认定的管道高危损伤，如环焊缝缺陷、管道裂纹等，国际上通常采用换管和全封闭钢质B型套筒两种永久性修复方式，恢复管壁缺陷处承压强度。由于换管修复的成本高、影响大，仅长输管道天然气停输排空一项的损失就高达几百万元，而且严重影响下游用气。因此，B型套筒成为经济、安全修复的首选。

国内之前采用的Q345低钢级B型套筒，存在壁厚较厚、现场焊接工作量大、易出现角焊缝缺陷等问题。2018年，工程材料研究院发挥自身优势，联合相关单位，开展了高钢级B型套筒开发及应用关键技术攻关。

经过3年多的反复试验、分析与改进，成功研发出性能优异的X65/X70高钢级薄壁B型套筒，并形成了配套的焊接、焊后热处理以及无损检测等关键技术，制定了B型套筒产品行业标准，使我国高钢级管道修复技术迈入国际先进行列。

搭建桥梁加速快跑促进成果转化

为实现从研发到产品应用的跨越，工程材料研究院在明确成果转化任务、完善激励机制的基础上，对“含缺陷管道评价修复”项目实行了“科研创新—市场推销—售后服务—标准化”一体化运作模式。

“科技成果转化难，主要难在信息不对称。要让科研成果与工程应用结合，必须在研发单位与用户之间搭建起双向对接的桥梁。”工程材料研究院科技处处长林凯说。为打通成果转化“最后一公里”，项目团队在潜心钻研、持续攻关的同时，坚持定期与油田、管道公司、生产厂家开展技术交流、介绍项目进展、了解客户新需求、解答各种疑问，确保研发与新成果始终紧贴工程应用实际。

作为中国石油最早开展管道安全评估研究的单位，工程材料研究院2000年就制定了国内首部《含缺陷油气输送管道剩余强度评价方法》。2017年，“含缺陷管道评价修复”项目团队在最新研究成果的基础上，对这个标准进行了第3次修订，在国内首次提出了错边、斜接、分层等缺陷的评价方法。权威性和创新性兼具，使这个标准在行业内被更广泛应用。

“X65/X70高钢级B型套筒及配套技术刚研发出来时，不少用户是持怀疑态度的。”陕西省劳模、工程材料研究院首席专家刘迎来介绍，由于一些研发工作是在条件较好的实验室里完成的，而油气管道沿线情况复杂多变、环境恶劣，用户担心新技术、新工艺存在安全风险。

2020年6月，X70钢级薄壁B型套筒被应用于中缅管道环焊缝缺陷修复。在管道正常运行一段时间后，项目团队对修复处做了严苛的实物试验和解剖分析。检测结果表明，新套筒所有性能指标均符合标准要求，完全可以有效保证管道安全服役。

目前，“含缺陷管道评价修复”技术已在长庆、新疆、塔里木、煤层气公司等多家油气田以及国家管网集团推广应用，取得了显著的经济、社会和生态效益。

探索前行持续提升品牌盈利能力

“实践证明，我们创新研发的管道评价及修复技术既可保障管道运行安全，又能科学地节约管道维修维护成本，是兼顾安全性和经济性的最佳方法，管道公司非常信任我们。”工程材料研究院院长助理张鸿博说。

管道缺陷评价包括确定缺陷的性质、几何尺寸、受力情况等。作为平衡管道运营经济性与安全性的重要手段，科学严谨的评价与筛选，可减少90%以上的修复工作量，并能每年节约数亿元的维修费用。目前，在国内重大管线缺陷评价领域，工程材料研究院的技术市场占有率已达到50%以上，是名副其实的“领头羊”。

大量试验及工程应用数据显示，被评价为必须进行修复的管道高危缺陷，采用B型套筒补强技术比更换管段修复可降低成本60%至85%，并且修复后管道的安全性与换管相当。

工程材料研究院结合我国管道建设技术与工艺特点，开发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒，壁厚较传统产品减少19%至30%，现场组装及焊接工作量降低约20%，套筒质量完全满足各种复杂特殊地理环境管道的缺陷修复，加快了大口径高压长输管道在线修复技术高钢级发展的进程，对保障管网安全、高效、平稳运行具有重要意义。

“经过20余年聚智创新和攻坚克难，‘含缺陷管道评价修复’技术已被业内认可并实现了工业化应用，为我国管道运营保驾护航。”工程材料研究院副总工程师罗金恒表示，虽然此项目已获得包括国家技术发明二等奖在内的10项省部级以上奖励，拥有了30余项专利授权和15项软件著作权，但项目团队并不打算止步于此。

为满足油气管道进一步发展和高效安全运行的需求，项目团队将在现有成果之上，开展管道智慧评价、智能修复等技术攻关，进一步完善和提升高钢级管道的完整性评价方法，继续为管道安全服役做好技术支持，让“国脉”更加畅通无阻。

应用者说

●川庆钻探苏里格项目经理部钟源：

2019年9月至2020年11月，工程材料研究院开发的修复补强技术，在我们项目部辖区的高风险集输天然气管道进行了修复作业。此后，辖区集输管道失效事故显著减少，对安全生产起到了保驾护航的作用。这项技术不动火、无须停输放空天然气和氮气置换、作业周期短、综合治理费用低，我们计划进一步推广应用。

●国家管网西部管道酒泉输油气分公司张羽伟：

酒泉输油气分公司所辖的西气东输二线、三线等重点油气管道工程，均采用工程材料研究院研发的“含缺陷管道评价修复”技术，配合开展风险隐患排查工作，应用效果得到大家一致认可，为我们的管道安全运行提供了强有力的技术支撑。

●国家管网西气东输南京维抢修中心王继坤：

2020年7月以来，我们采用工程材料研究院研发的管道缺陷修复技术及相关产品，相继在西气东输二线和三线位于陕西、宁夏、甘肃的9处地方，进行了环焊缝缺陷修复作业。现场焊接用时比使用其他产品节省了27％，有效降低了现场劳动强度和焊接开裂风险，提升了套筒焊接质量，为我们的高钢级大口径管道环焊缝隐患治理提供了重要技术支持。

●国家管网西南管道公司王明波：

2020年6月18日，国内最高钢级X70薄壁B型套筒及其配套技术，在中缅天然气管线首次现场应用，严苛的实物及解剖分析试验结果表明，各项性能指标满足GB/T9711、GB/T31032等标准要求。经过两年多的实际应用，我们计划在B型套筒的修复中，采用工程材料研究院的技术与产品。

创效故事：以技载道善作善成

今年3月，工程材料研究院凭借雄厚的技术实力，成功中标福建LNG压力管道焊缝适用性评价项目。这是工程材料研究院成为中海油管道缺陷评价服务商的第3个年头。

近年来，工程材料研究院坚持把市场作为“生命工程”，以技载道、善作善成，为我国管道安全、经济、平稳运行提供了重要技术支撑。

2021年7月18日，工程材料研究院“含缺陷管道评价修复”团队接到通知，有输气管道出现褶皱，现场急需技术支持。

在院里统一安排下，高级工程师张良于当日深夜11时赶到现场。张良仔细询问、勘查后，及时采用管道评价技术对缺陷进行了安全评价，解决了现场的燃眉之急。

由于褶皱出现在管道本体，张良结合多年研究和实践经验，有理有据地建议做换管处置。管道公司欣然同意，并决定加强与工程材料研究院的合作，携手解决褶皱、屈曲等管道本体变形缺陷修复难题。

“管道安全评价非常重要，尤其是决策的关键时刻！”提起6年前的一次经历，工程材料研究院杨锋平博士深有感触。当时，经过48个小时连续奋战，输气管道抢修换管作业的最后一道焊口顺利完工，但无损检测却显示环焊缝存在缺陷。返修或割口再焊接，都将影响下游恢复供气的时间。

在抢修指挥部的决策会议上，一直盯在现场的杨锋平主动请缨：“有些缺陷并不影响管道运行安全，先用我们的技术对焊缝进行评价，再决定是否返修。”

很快，结合施工、检测等数据，对缺陷处进行的综合分析和剩余强度计算显示，现有缺陷不用处理，管道可以安全通气。

为确保万无一失，指挥部立即邀请国内7位知名专家进行审核。专家一致认为结论正确可行。至今，这段管道再未出现故障，实现了安全、质量、效益并举。

“以前管道公司不了解安全评价技术，将检测出的超标缺陷全部修复，维修成本居高不下。”杨锋平说，我们在调研中发现这一情况后，加大了技术营销力度，成效显著。

2019年，“含缺陷管道评价修复”团队对南方一家管道公司排查出的164道环焊缝隐患，做了安全评价。结果仅有8道是不可接受的缺陷，需要处置，其余均可在管道设计压力下安全服役。

对于要维修的缺陷，项目团队从专业角度介绍了自主研发的高钢级薄壁B型套筒修复技术，特别是应对角焊缝开裂等难题的优势，并制定了施工方案。成功实施后，这家管道公司的维修成本较上年下降了80%，与工程材料研究院建立了长期战略合作关系。（通讯员 王高峰）

关键词： 技术创新 工程材料