“夏穿单衣，冬穿棉袄，这是常识”，首钢技术研究院宽厚板研究所李少坡作为项目负责人生动地说，“早期我国油气管道站场为确保安全过冬，需要给管件‘穿上棉袄’。现在我们要做的就是打破常规，靠材料本身性能的提升抵抗极寒环境的严峻考验，即给管件‘脱棉袄’。”
极寒环境用大厚度高强韧易焊接管件用钢开发及应用，创新设计了“适用于多次热循环”的低温管件用钢专用成分体系。其系列产品的开发和应用，解决了国家重大工程“卡脖子”难题，从材料本质上降低了高纬度地区极寒环境下油气加压站场管件发生“低温脆裂”事故的风险，极寒环境低温管件的开发应用代表了我国管件的最高水平，首次实现低温管件“脱棉袄”，符合国家“高质量发展和绿色环保”理念。产品已经广泛应用在我国中俄东线、西气东输等国家重点能源工程上。该产品在首钢中厚板产品细分领域形成了全新的效益增长点。高规格产品投放市场后形成了热炉效应，系列产品市场占有率增长了10个百分点。
快人一步 跑出“首钢速度”
加压站场，是长距离油气管道的“心脏”，负责为长距离输送能源增添动力。在我国纬度较高的寒冷地区，加压站场所用“低温管件”，是整个油气管道系统的关键结构部件。加压站场裸露在地面，冬季服役环境恶劣，容易发生低温脆裂。新产品投用之前，站场所用低温管件不得不采用“保温、伴热”措施，采用类似“穿棉袄”的方式，保障管件安全过冬。一旦出现保温破损、管道泄漏、停电、漏电等情况，小则影响正常供气影响生活生产，大则造成爆炸、人员伤亡等恶性事故，危害性极大。
随着国家“高质量发展和绿色环保”理念的贯彻落实，依靠材料品质提升解决安全隐患，使低温管件“脱棉袄”的工作变得更为重要。
极寒环境低温管件的结构、形状非常复杂，以大开孔结构的成品三通管件为例，在管件成型、开孔、拉拔过程中会有比较大的变形，并经历多次近1000摄氏度的循环加热，母材和焊接接头的强度和韧性会发生明显恶化。尤其是超常规的厚度，对材料的表面和心部组织均匀性提出了更为严苛的要求。不仅如此，焊接接头工艺的不匹配，也给管件材料的开发应用带来了前所未有的挑战。因此，要满足大厚度、高强度、高韧性、易焊接、易加工、热稳定性等多重一体化制约条件，其生产难度可想而知。
面对企业高质量发展和国家重点能源工程的迫切需求，李少坡迎难而上，带领“产销研用”攻关团队，在首钢技术研究院和生产基地的大力支持下，主动担起新材料研发的重担。与首钢共同“揭榜”的还有国内另外两家知名钢企，要想在这次产品开发争夺战中胜出，必须继续锻造首钢“制造+服务”的长板，展现出快人一步的“首钢速度”。
“在低温管线钢开发上，首钢有比较深厚的技术积淀；从产品效益角度看，这是一个高附加值产品，抢占先机，能为企业创造更高效益提供支撑；同时，能够解决国家的‘卡脖子’问题，满足国家重大工程需求，更是我们科研人员的职责和使命。”李少坡在进行团队动员时坚定地说。
说干就干，行动是实现目标的第一步。攻关团队结合以往数据材料和研发经验，向该系列产品70毫米以上厚度的“天花板”发起攻势。他们依据物理冶金学的原理，依托实验室硬件条件优势，先后攻克了材料零下45摄氏度低温韧性和70毫米大厚度钢板组织均匀性的瓶颈，逐步确立了比较稳定的产品成分体系和生产工艺。
高效协同 新品“横空出世”
科技成果只有产业化，才能成为社会生产力。在产品试制和工业化生产阶段，京唐中厚板事业部领导班子给予了大力支持。中厚板事业部副部长王根矶说：“虽然试制新产品会对生产组织、成本指标产生影响，但为了开辟首钢中厚板产品的‘蓝海’市场，我们必须给予全力支持。”为了保障产品质量一致性，李少坡统筹各方力量，与京唐制造部产品工程师王志勇、京唐技术中心高级研究员张学峰扎根在生产第一线，晚上盯轧钢、白天盯性能。在产品研发初期，不管是休息日还是节假日，“黑加白”“连轴转”的模式成为常态。
产品的质量保障不仅在轧线，更体现在前道工序。由于产品在用户加工变形和焊接环节中应力较大，对夹杂物的影响有明显的放大效应。为了从全流程角度提高产品命中率、减少带出品，京唐钢轧作业部生产技术室不敢有些许怠慢，对炼钢环节的废钢加入量及钢水洁净度的控制慎之又慎，从源头上减少夹杂物的产生，全力以赴为后道生产创造条件。
这边首钢攻关团队紧锣密鼓，那边竞争对手也是马不停蹄。然而，大厚度钢板心部低温韧性波动，成为横在各路攻关团队面前的“火焰山”。谁能率先突破这道屏障，无疑就等于拿到了用户的“通行证”。
“硬件有差距，技术来补充！”李少坡深知竞争对手的五米以上轧机设备具有更强大的轧制力和扭矩，此时要想在京唐4300毫米轧机条件下取胜，必须使出非常规手段。经过多轮“大胆假设、小心论证”，李少坡与现场技术人员打出了一套优化合金设计、严控轧制温度、改善变形渗透效果的“组合拳”。最终，符合用户要求的首钢极寒环境用大厚度高强韧易焊接管件钢板领先竞争对手一步“横空出世”。
强链延链 擦亮“金字招牌”
面对全新的产品，下游用户也没有成熟的经验可借鉴。在管件产品试制初期，用户多次暴露出焊接质量波动、焊缝探伤缺陷等问题。首钢技术研究院用户技术研究所张侠洲为了弄清焊接问题成因，频繁奔走在焊接实验室、下游客户和第三方焊评机构之间。进出模拟施工现场零下45摄氏度的焊接实验室，室内外温差近70摄氏度，感受“可想而知”。进去时眼镜瞬间“起雾”，寒气直钻毛孔；出来时眩晕气短，热浪迎面而来，真是实打实的“冰火两重天”。在这样艰苦的环境下，他充分对比新一代母材成分并参考进口焊材数据，为下游用户提出了优化焊材合金含量的改进方向。这一举措，不仅改善了制造环节的焊接质量问题，还实现“一箭双雕”，为用户降低了焊材成本。攻关团队成员“八仙过海、各显神通”，调整焊接、淬火、回火等工艺参数的建议也很快被用户采纳，高品质的技术输出彻底解决了困扰用户的各项工艺和质量问题。
李少坡说：“要想实现在极寒环境下‘脱棉袄’的目标，我们既要在产品性能上不断迭代升级，以保证自身‘强筋骨’；还要在技术输出上多走一步，让用户感受‘更舒适’。”
材料是制造业的“底盘”，是支撑现代产业体系不可或缺的物质基础。只有高质量的产品，才能转化为市场满意、消费者认可的品牌，才能赢得行业“话语权”。中国石油集团渤海装备研究院副院长陈小伟说：“我们与首钢联合开发的新产品，解决了国家重点工程的燃眉之急。首钢一直是我们值得信赖的供应商。”沧州隆泰迪科技有限公司副总杨连河表示：“与首钢合作多年，这个产品突破了以往厚度的极限，新产品的成功应用，也让我们在承揽国家重大项目时展示了更强的实力。”
高品质产品的背后是先进的理念、严密的管理、强大的技术力量和高水平的标准的集合，是产品国际竞争力的重要源动力和标志。目前，首钢的大厚度极寒环境低温管件产品已经广泛应用在我国中俄东线、西气东输等国家重点能源工程上，为首钢中厚板产品带来了新的发展机遇和广阔的市场空间。
