【对话头部 | 宝武特冶】镍基耐蚀合金的跨场景应用
导语
无论从军工到民用，还是从油气田到海洋、核电、光伏、氢能等领域，越来越多国产制造的镍基耐蚀合金产品（下称“耐蚀合金“）在多元化的应用场景中大放异彩。作为国内首屈一指的特种合金产品研发和制造头部——宝武特种冶金有限公司（下称“宝武特冶”），在60多年漫长的改革发展中研制出了数百种耐蚀合金产品，无疑是该领域最重要的先行者之一。2021年，在钢管产品中，宝武特冶耐蚀合金（高镍）产品销售量占全部品类总销售量的90%，其中两大耐蚀合金品种为国内唯一生产商，镍基油井管等品种居国内销量榜首，足以证明市场对其制造实力的肯定。
本期嘉宾
本期“对话头部”，《不锈钢世界亚洲》邀请两位宝武“元老”——宝武特冶精密钢管事业部总经理刘军占先生、宝武特冶精密钢管事业部教授级高工兼首席工程师张立红女士——一起聊聊那些“宝刀不老”耐蚀合金产品的跨场景应用。零突破：从油井管到航天管
零突破：
从油井管到航天管
我国油气田高温、高硫化氢、富含二氧化碳的恶劣环境对油田开采材料制造者来说，无可否认是客观存在的一大难题。“很长时间内，我们国家不得不依赖进口油井管。2007年，宝钢特钢（“宝武特冶”前身）开始了合金冶炼、制管、丝扣加工的全流程镍基合金油井管的研制工作，随着应用场景的快速演变，我们的制造工艺也随之升级，目前，我们每年油井管产量四千吨左右、每年产值7-8亿元，国内市场的占有率70～80%，基本形成了国产替代进口产品的局面。”刘总分享道。
我国油田开采环境恶劣
在五十多种类繁多的油井管中，宝武特冶主打产品不胜枚举：BG2830、BG2532、BG2250、N08028、 BG2235，2009年，宝钢自主研发的BG2250-125高钢级大规格高镍基合金油管，更是成功应用于国内开采环境最恶劣的中石化普光气田，打破了国内高酸性腐蚀气田只能采用国外进口高钢级大规格高镍基合金管的局面。国内开花国外香，近年来，宝武特冶的耐蚀油井管跟随我国海外油田的开采布局，足迹抵达东南亚、巴西等海外市场，受到国际市场的关注与考验。
长征五号遥三火箭发射
如果说耐蚀合金油气田钢管是十年磨一剑，那么应用于航天火箭的耐蚀合金管产品研制的时间起点更为遥远。尽管如今航空航天管风光无限——搭乘“胖五”（长征五号遥三运载火箭）在月球探测、火星探测任务中大显身手，但追溯起三十多年前的零突破，可谓是一段南北同心，其利断金的历史佳话。
“当时航空航天管被列入国家862工程项目，也就是在1986年2月立项，由上海钢研所、上钢五厂（“宝武特冶”前身）、以及其他很多单位、企业共同参与。上钢五厂向上海钢研所提供棒材坯料、上海钢研所制作成小规格精细薄壁无缝管交付用户，最后装到火箭上。”回忆起这一上世纪八十年代的国家重点项目，张首席清晰记得，单单一根火箭用耐蚀合金管的制造就多达上百道工序，复杂程度可想而知。
零缺陷：
核电690U形管的诞生与发展
与航空航天管同年立项的国家867项目，即后来扬名海内外的核电蒸汽发生器用690合金（UNS N06690）U形传热管——在百万千瓦级核电机组中的关键核心部件，对核电站安全性可靠性起重要作用的镍基耐蚀合金管，制造的复杂程度可以说是有过之而无不及。
30米长的直管弯成U形管，极薄的管壁在弯曲过程中内壁不可变形
“核电蒸汽发生器用690合金U形传热管是核电站核岛中的关键核心材料，起到传递热量、隔离一二回路的作用。690U形管壁极薄，管内是有放射性的一回路水，管外是可通外界的二回路水，一旦管子发生破损，就有可能造成核泄漏，”作为该产品技术负责人的张首席介绍说，“因此我们把这个产品的制造叫做’零缺陷’制造，成品管需要通过五大无损检测，30米长的管子只要有一点点瑕疵，其他地方哪怕再完美，整个管子就全功尽弃了。”
圆形传热支撑板上的梅花孔，如同筛子一般密
制造难度并非止步于此。在设备组装环节，上万根690合金U形管需要同时穿过数块直径3-4米、打着上万个梅花孔的传热管支撑板，“这哐当一下往里面塞，从第一块板穿到最后一块板，几乎是盲穿啊！”张首席向我们描述起这一震撼人心的作业场景, “这不仅对在支撑板上的打孔精确度提出了很高的要求，而且每根690U形管子都得非常直，来不得一丁点儿的偏差。”
每一根690合金U形管必须万无一失地穿过梅花孔
867项目刚启动不久后便因“切尔诺贝利核电站核事故”遭遇叫停，2005年，我国核电“从谨慎发展过渡到积极发展”，核电项目得以重启，并重新列入国家重大工程科研项目，核电材料也因此步入了高速的研制发展阶段，2010年，国产690合金U形传热管便实现了批量供应。由此，宝武成为国内首家、同时也是继法国Valinox、日本住友、瑞典Sandvik后全球第四家有能力批量生产该管材的企业。
2010至2021年期间，宝武累计交付9个核电机组24个蒸汽发生器用690U形传热管375万米，其中包括出口到巴基斯坦国内最大的核电站项目——卡拉奇核电站项目。“同样是690产品，但由于应用环境的差异，我们会对产品性能做出相应调整，也就是针对某个项目的个性化制造。”刘总经理说，这也符合近几十年来全球范围内炼钢趋势——并非开发新材料，而是侧重同一牌号的产品个性化差异。
零碳可期：
耐蚀合金的绿色应用
“在全国‘双碳’战略目标下，宝武特冶的制造战略也越来越更多聚焦核电、光伏、氢能这些清洁能源领域，因为我们希望从产业链的源头就能做到‘绿色产品’。”刘总经理说道。
山东荣成石岛湾高温气冷堆示范工程容量20万千瓦，
是全球首座具有第四代核电技术主要特征的球床模块式高温气冷堆核电站
2021年底，全球首个高温气冷堆核电项目——石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式并网发电，宝武特冶为其提供了板、管、棒、带、线全系列共50余个规格的镍基合金产品（UNS N06625）。该高温气冷堆主要应用于制氢及供电，预计石岛湾核电站满功率运行后，每年将带来14亿度的发电量的同时，减少二氧化碳排放90万吨。除此之外，宝武特冶还与首航节能合作研发出SHBG-2，主要应用于敦煌太阳能发电用的塔式熔盐堆项目中，宝武特冶也因此成为国内该应用领域的唯一供应商。类似的耐蚀合金绿色应用案例不一而足。
三十多年前，宝武曾为我国油田开采、航天航空事业冲在了最前线、研制那些“使命感”类产品；这一次，在能源转型的历史转折点上，宝武的两位前辈倡议道，“我们呼吁行业同仁们多多关注新能源领域，在当今时代背景下，绿色制造、绿色产品、绿色应用对钢铁制造者来说已成为一门必修课程。”
“宝武特冶”简介
“宝武特冶”源于上海第五钢铁厂、上海钢铁研究所、宝钢特钢，经历60多年的改革与发展，是我国重要的高品质特殊钢及特种冶金材料生产基地，产品涵盖高温合金、耐蚀合金、钛及钛合金、精密合金、特殊不锈钢、特种结构钢、工模具钢等。作为宝武集团中唯一从事特种合金产品研制的部门，涉及制造板、管、丝、带、棒、锻件等产品类型，宝武特冶旗下的精密钢管事业部，拥有钢管热挤压产线、特殊合金冷轧无缝管产线和航空航天军工核电管专用产线，主要制造特种合金无缝管、精密带材等产品。
