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兴澄特钢:挑战海工钢极限
发布时间:2019-09-19 19:44:17 | 来源:中国船舶新闻网 | 作者:吴秀霞
    “壮丽70年·奋斗新时代”大型主题活动采访团在采访中信泰富特钢集团兴澄特种钢铁有限公司时得知,4月19日,该公司成功研发出目前世界最高级别的R6级极限性能系泊链钢,并顺利通过DNV GL认证,成为世界首家获得R6级系泊链钢认证证书的企业,填补了该产品在世界上的空白。
    随着我国向海洋大国挺进,海洋链先后打破先进工业国的技术和市场垄断,广泛应用于舰船、平台、港口、岛礁的各级海洋链必将形成海工标准件系列。而在此过程中,质量稳定的钢铁材料赋予了海洋链优良的物理、化学和电化学等性能,从而保证系泊的安全可靠。近年来,兴澄特钢专注做强做大特钢产业,加快科技创新步伐,致力针对行业“卡脖子”的难题和关键品种进行重点攻关,实现了从钢铁生产型企业向钢铁材料型企业转型。在船舶海工钢领域,该公司不断钻研探索,促使极限性能海洋链钢实现了高效产业化。

深研特钢技术挑战海工钢极限

    以钢的高强度化实现钢制部件轻量化是工程界永恒的主题。在海工钢领域,R3级链钢(抗拉强度690兆帕)以上即属于超高强度钢。而抗拉强度远高于R3级链、达到1100~1250兆帕的R6级超高强度链,主要用于锚泊水深1000米的半潜式钻井平台,其重量较R3级链预计减少40%左右,能节省钢材约3000吨。但正如DNV GL早在2013年就指出的那样,R6级链钢的生产和应用是对钢的极限性能的挑战。
    R6级海洋系泊链属于极限性能系泊链,目前仅有DNV GL于2018年7月首次公布的R6级系泊链标准对其进行了定义。该标准不仅要求R6级链连续整体热处理后具有高强度和高韧性,而且需要提供在外加电位(阴极保护)条件下的抗氢脆能力。也就是说,即使有优良的耐海水腐蚀和应力腐蚀性能,也还需要突破国内外一致认定的海水中析氢脆化的禁区。因此,R6级极限海洋链钢的开发成为国内钢厂乃至终端用户的共同目标,也是推动国家海洋能源进一步发展的关键一环。
    国产R5级链钢曾经凭借极限屈强比技术在国际招标中取胜,成为打破垄断的缺口。如今,R6级极限海洋链钢的开发却成为我国海洋链产品谋求进一步发展的瓶颈。工业和信息化部曾经下达“开发海工材料中强韧性水平最高的R6级系泊链”课题。而巩固国产海洋链钢在跨国竞争中的领先地位,接受海洋链超高强度、高韧性、环境性能和工艺制衡的挑战,实现国产链的隐形世界冠军目标,也成为国内钢厂至终端用户的共同愿望。

采取现场学术化模式突破“卡脖子”难题

    新品种开发及其产业化,除了需要开拓意识和技术积累,也需要将获得的有效知识和有效成果快速转化为产品,这需要高效的执行模式和高度专业化的人才队伍。在R6级链钢的研发过程中,科研团队立足自主创新,针对“卡脖子”难题,敢于打破传统,敢于对书本说不,通过“现场工程师学术化模式”的研究方式突破了多个难题。
    兴澄特钢R6级有档链钢产业化项目由兴澄特钢总工程师许晓红等技术专家牵头组织,项目也全程采用了兴澄特钢正高级工程师殷匠提出的“现场工程师学术化模式”的研究方式。殷匠毕生坚持现场自主研究,具备全面的特殊钢和海工构件工艺和材料知识、技能,驾驭、整合产业链上下游的科研开发能力,以及国际学术交流能力。系泊链钢产品也应用了其自主研发的中、低碳型结构钢的基本成分和工艺设计成果,预防废品的方法,以及海洋服役环境裂纹研究前期成果等。殷匠认为,现场技术人员的创造力,源于现场现象的启发和解决现场问题的需要,因此他提出了现场工程师学术化模式,并在该项目中得以应用。两年来,他带领着接受过研究生教育和有着多年实践及底层工作经验的年轻工程师们,在工作之余坚持学术化训练,参与产业链的技术整合和国际合作交流,主动吸收急需的新知识。
    在项目进行过程中,这支技术团队以材料科学的视角,明确主攻方向,直面急需解决的具体问题,经过若干个现象—认识—实践的循环,系统地调整钢的材料和工艺的生产、装备、性能评价参数,不断形成技术诀窍和发明内容。年轻工程师们也通过现场实践经验的积累和学术化知识的学习,逐步形成了全面的知识系统,能从容易忽略的管理和技术细节中省悟出有效精确知识的应用,并有效判断出数据、工具、文献、专利和信息的真伪,总结出影响质量的内在规律。
    这支队伍帮助兴澄特钢成功生产了R5级大截面极限屈强比链钢,设计了应对船级社R6级链标准多变和下游工艺反复改动趋势的多套技术方案,从而成功实现了R6级有档链钢产业化,堪称高效。年轻工程师们也在技术专家的启发和协助下,承担了R6级有档链钢产业化的指挥任务,已经成长为研究院主要骨干,成为兴澄特钢高效技术团队的坚实后备力量。

依托科技创新不断转型升级

    作为大型特殊钢企业,为了在国际竞争中提高层次和实力,兴澄特钢决定从钢铁生产型企业向钢铁材料型企业转型,在以往服务用户的基础上,启动了涵盖产业链上下游的工艺和材料的研究开发工作。
    “多年来,我们下定决心依托科技创新,坚定不移走精品特钢发展路线,当其他企业根据市场利润变化在特钢和普钢之间徘徊反复时,兴澄特钢始终如一,终于闯出一条具有自己特色的特钢之路。”兴澄特钢总经理李国忠说。
    兴澄特钢依靠科技实力,主动转变发展方式,积极进行自主创新,大力推进节能减排,跳出了传统钢铁产业的发展陷阱,打破国际技术垄断,研发成功R6级系泊链钢,诠释了“特钢是科技炼成的”这一理念,实现了循环经济科学发展的目标,撑起了大国重器的脊梁。
    作为具有极限性能的材料,R6级有档链钢和系泊链没有现成的数据库,更缺乏实物数据。兴澄特钢从解决实际问题出发,在已有知识的基础上跟踪和评价国内外前沿成果,通过国际交流合作以弥补不足,更主持了跨国的大科学实验。同时,兴澄特钢通过分析新标准中环境性能的评价款项,判断其实质是过电位的阴极保护条件下的充氢。新标准规定了极慢的加载速度,这是确保致裂氢扩散所需时间的最苛刻试验条件。在船级社环境性能试验以前,在是否需要理解和研究环境性能的争论中,兴澄特钢已经默默地提前开展了各种工作。在前期无明确标准的情况下,兴澄特钢技术团队刻苦钻研,掌握了科学和技术规律,跨国界、跨行业、跨学科高效预演了具有极限机械性能、海洋环境服役性能的R6级有档链钢的产业化,成功实现了对极限的突破。
    “提高规模生产钢的强韧性水平和环境性能劣化抗力门槛,同时研究船体阴极保护方式,是新的尝试。”李国忠说,这表明兴澄特钢已初步改变了局限于单方面保证钢材质量的供货意识,而着眼产业链上下游的互动和贯通,走向从钢铁生产型企业跨越至钢铁材料型企业的目标。
    正是凭借研发实力和不断提升产品品质,兴澄特钢经历了“普转优”“优转特”“特转精”的不断升级。2018年,中信泰富特钢集团营业收入超千亿元。未来,兴澄特钢更志在与更多的中国企业共同实现轴承领域从基础材料到工业应用的产业链技术整体提升,让中国制造傲立全世界。

 

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