前言
最近美西方的“恐中癥”又犯了,不過(guò)這次原因卻不是什么導(dǎo)彈航母,而是一個(gè)雖然重達(dá)3000噸,但看起來(lái)卻毫不起來(lái)的大鐵罐子。
可也正是這個(gè)大鐵罐子,在全球石油煉化領(lǐng)域掀起一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的革命...
石油煉化如今,中國(guó)在稀土領(lǐng)域憑借精煉技術(shù)獨(dú)步全球,殊不知,在過(guò)去,中國(guó)在石油煉化方面也曾面臨美西方的重重技術(shù)封鎖,處境艱難。
2000年以前,我國(guó)石油煉化設(shè)備極其落后,這成為了制約我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“阿喀琉斯之踵”。
美西方憑借先進(jìn)的技術(shù),將我國(guó)低價(jià)的原油大量收購(gòu),經(jīng)過(guò)加工后,再把高價(jià)的石油成品賣給我國(guó)。
我國(guó)的石油產(chǎn)業(yè),就像是被扼住了咽喉,在這場(chǎng)貿(mào)易中處于被動(dòng)挨打的局面。
如果想要改變這一現(xiàn)狀,進(jìn)口先進(jìn)的石油煉化設(shè)備似乎是一條出路,然而,進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格高得令人咋舌,一臺(tái)動(dòng)輒幾十億美元,這對(duì)于當(dāng)時(shí)的中國(guó)來(lái)說(shuō),無(wú)疑是一筆難以承受的巨款。
不僅如此,美西方還在技術(shù)上進(jìn)行壟斷,實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)。
到了2003年,更是變本加厲,直接對(duì)相關(guān)設(shè)備實(shí)施禁運(yùn)。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障,還不得不花費(fèi)高昂的費(fèi)用,邀請(qǐng)國(guó)外專家前來(lái)維修,維修過(guò)程不僅成本高,而且時(shí)間長(zhǎng),嚴(yán)重影響了石油煉化的正常生產(chǎn)。
面對(duì)美西方的技術(shù)霸凌,中國(guó)的工程師們骨子里的那股不服輸?shù)膭艃罕粡氐准ぐl(fā)出來(lái)。
他們立下誓言,一定要依靠自己的力量制造出先進(jìn)的石油煉化設(shè)備,打破美西方的壟斷,讓中國(guó)的石油產(chǎn)業(yè)挺直脊梁。
然而,制造先進(jìn)石油煉化設(shè)備談何容易。
其中,核心的加氫反應(yīng)器就是一座難以逾越的高山。這座加氫反應(yīng)器身長(zhǎng)70多米,重達(dá)3000噸,宛如一個(gè)鋼鐵鑄就的巨無(wú)霸。
它的內(nèi)部工作環(huán)境極為苛刻,要承受350攝氏度的高溫和240個(gè)大氣壓的巨大壓力,而在這樣的極端條件下,外面還要能在復(fù)雜的腐蝕環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行幾十年不出問(wèn)題。
這樣的技術(shù)要求,對(duì)當(dāng)時(shí)的中國(guó)制造業(yè)來(lái)說(shuō),是前所未有的挑戰(zhàn)。
按照傳統(tǒng)的制造方法,打造加氫反應(yīng)器是通過(guò)將鋼板一段段焊接起來(lái)。
但是,焊縫多了必然會(huì)成為設(shè)備的薄弱點(diǎn),在如此高要求的工作環(huán)境下,焊縫處極有可能出現(xiàn)問(wèn)題,從而影響整個(gè)設(shè)備的安全運(yùn)行。
不過(guò),這些困難并沒(méi)有嚇倒中國(guó)的工程師們...
龐然大物面對(duì)加氫反應(yīng)器制造這一世界級(jí)難題,中國(guó)工程師們祭出了堪稱顛覆性的“整體鍛造法”。
這種創(chuàng)新工藝徹底擺脫了傳統(tǒng)分段焊接的局限,直接采用500噸級(jí)特種鋼錠一次性鍛壓出完整的反應(yīng)器筒體。
要知道,這樣的鋼錠光是熔煉就需要特殊的大型電弧爐連續(xù)工作72小時(shí)以上,期間還要通過(guò)真空脫氣等20多道工序去除雜質(zhì),確保鋼材純凈度達(dá)到99.99%以上——這相當(dāng)于在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大小的空間里,只能允許一粒塵埃存在的精度要求。
而鍛造過(guò)程中,還需要萬(wàn)噸級(jí)水壓機(jī)以精準(zhǔn)控制的壓力梯度反復(fù)鍛打鋼錠,如同頂級(jí)工匠揉面般讓金屬內(nèi)部晶粒均勻細(xì)化。
每一次鍛壓的力度、角度、持續(xù)時(shí)間都要通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬上萬(wàn)次才能確定參數(shù),稍有偏差就可能導(dǎo)致鋼錠內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微裂紋。
中國(guó)工程師團(tuán)隊(duì)為此開發(fā)了實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在鍛壓過(guò)程中通過(guò)32個(gè)分布在鋼錠不同位置的傳感器,將溫度誤差控制在±5攝氏度以內(nèi)。
這最終實(shí)現(xiàn)了筒體圓度誤差不超過(guò)0.5毫米——這相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的十分之一,確保了反應(yīng)器內(nèi)部流體均勻分布,避免局部壓力集中。
材料技術(shù)的突破同樣關(guān)鍵。針對(duì)高溫高壓環(huán)境下的氫腐蝕難題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)8年攻關(guān),自主研制出含鉻、鉬、釩等多種元素的新型耐蝕合金。
這種合金在350攝氏度、240個(gè)大氣壓的氫環(huán)境中,每年的腐蝕速率控制在0.01毫米以下,相當(dāng)于普通鋼材的百分之一。
為驗(yàn)證材料性能,工程師們?cè)趯?shí)驗(yàn)室搭建了模擬反應(yīng)器運(yùn)行環(huán)境的高壓釜裝置,連續(xù)進(jìn)行了12000小時(shí)的耐久性試驗(yàn),相當(dāng)于模擬設(shè)備20年的運(yùn)行周期,最終材料性能衰減率僅為3%,遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的10%臨界值。
在這些技術(shù)創(chuàng)新的加持下,我國(guó)自主研制的加氫反應(yīng)器展現(xiàn)出驚人的性能優(yōu)勢(shì)。
其原油轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定達(dá)到85%,意味著每噸原油經(jīng)過(guò)加工后,能產(chǎn)出更多的汽油、柴油等高品質(zhì)產(chǎn)品。
相比之下,美西方同類設(shè)備受限于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料性能,轉(zhuǎn)化率普遍徘徊在45%至60%之間,大量重質(zhì)組分只能作為廢料處理。
以年加工能力1000萬(wàn)噸的煉油廠為例,采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備后,每年可多產(chǎn)出150萬(wàn)噸輕質(zhì)油品,相當(dāng)于為一座千萬(wàn)人口城市提供半年的燃油供應(yīng)。
這樣的技術(shù)突破帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。根據(jù)國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)測(cè)算,僅加氫反應(yīng)器這一項(xiàng)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化,就使我國(guó)每年減少原油進(jìn)口量達(dá)1.25億噸,占全國(guó)原油進(jìn)口總量的25%。
按國(guó)際市場(chǎng)原油年均價(jià)格計(jì)算,這直接節(jié)省的外匯支出超過(guò)1000億美元,相當(dāng)于每年為國(guó)家增加了一個(gè)中等規(guī)模油田的產(chǎn)值。
更重要的是,設(shè)備維護(hù)成本從原來(lái)依賴進(jìn)口時(shí)的每年每臺(tái)2000萬(wàn)美元,降至國(guó)產(chǎn)設(shè)備的300萬(wàn)美元,降幅高達(dá)85%。
如今,這套凝聚著中國(guó)智慧的煉化裝備已不再局限于國(guó)內(nèi)應(yīng)用,還出口到了世界各地:東南亞、中東、非洲...
這種市場(chǎng)突破的背后,是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際認(rèn)可。
我國(guó)制定的《大型加氫反應(yīng)器制造技術(shù)規(guī)范》已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納,其中關(guān)于材料驗(yàn)收、耐壓測(cè)試等28項(xiàng)指標(biāo)成為新的國(guó)際基準(zhǔn)。
面對(duì)這一局面,美西方企業(yè)顯得束手無(wú)策。
他們既無(wú)法在成本上與中國(guó)設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)——國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格僅為歐美同類產(chǎn)品的60%,又難以在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)反超——中國(guó)已形成從特種鋼材研發(fā)到成套設(shè)備制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
更重要的是,中國(guó)掌握了從材料配方到制造工藝的底層技術(shù),這種“從沙子到整機(jī)”的全鏈條能力,讓外部技術(shù)封鎖失去了著力點(diǎn)。
正如行業(yè)專家所言,當(dāng)一個(gè)國(guó)家能獨(dú)立完成產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的制造環(huán)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí),其核心競(jìng)爭(zhēng)力便如磐石般難以撼動(dòng)。
參考信源:看看新聞Knews3000噸級(jí)!世界最大鍛焊加氫反應(yīng)器批量交付
黑龍江新聞網(wǎng)中國(guó)一重再造“大國(guó)重器
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