北京市豐臺區蒲黃榆地區,一段新鋪設的熱力管網正在地下悄然延伸,它不僅承載著即將到來的寒冬里的溫暖,更蘊含著我國集中供熱系統升級的關鍵突破。
近日,首鋼熱力管網用低合金耐蝕鋼成功應用于北京市豐臺區蒲黃榆地區熱力管網一次線改造工程,全面貫通了新型鋼材在熱力管網系統應用的關鍵技術和工程節點。這標志著低合金耐蝕鋼、配套焊接材料、焊接技術及防腐技術首次在熱力管網系統中實現示范性應用,為我國龐大的集中供熱系統提供了全新的升級方案。
我國擁有世界上最大的集中供熱體系,覆蓋秦嶺-淮河以北的13省及京津兩市,供熱面積超過150億平方米。這些供熱管網的建設高峰出現在20世紀80-90年代,受限于當時的技術水平,管網基礎材料主要采用傳統碳素鋼Q235B,設計壽命30年。
目前,這些管網正集中進入“老齡化”階段,老舊管網銹蝕引發的泄漏、爆管等安全事故呈逐年遞增態勢。熱網事故已占供熱系統事故總量的50%-60%,消除老舊管網安全隱患已成為迫在眉睫的民生焦點。
研究發現,熱力管網經受長期、連續的高溫流動介質腐蝕,即使管網用水經過除氧處理,鋼材的腐蝕速率仍然是靜態條件的10倍左右。在此條件下,傳統碳素鋼Q235B在遠低于設計壽命的服役時間內便會出現泄漏等安全問題,大部分在服役10-15年后便需要更換。與此同時,供熱行業現行設計標準中采用的鋼材仍為碳素鋼體系,明顯落后于鋼鐵行業近年來新型鋼材的開發和應用。
為此,首鋼研發團隊根據管網服役環境搭建流動介質循環腐蝕實驗裝置,建立加速試驗方法,在此基礎上設計出耐蝕性顯著提升、成本可控且易于生產的鋼材化學成分。
首鋼研發的新型低合金耐蝕鋼的腐蝕速率僅為傳統碳素鋼Q235B的1/2,這意味著在相同使用環境下,管網的預測壽命可提升1倍。除了核心材料突破,首鋼還自主開發了配套低合金耐蝕埋弧焊絲及焊劑,形成了一體化應用解決方案。新型耐蝕鋼在工程應用方面面臨兩大難題:一是彎頭加工方式的創新,二是新-舊管網不同材料連接引起的焊縫力學性能降低和選擇性腐蝕。團隊通過走訪下游加工企業,確定采用鋼板“沖壓-對焊”的彎頭加工方式,實現了低合金耐蝕鋼螺旋直管和配件的整體供應。同時,創新開發了碳素鋼管端預制金屬涂層防腐協同異種鋼材焊接工藝的關鍵技術,可顯著延緩碳素鋼管端的選擇性腐蝕,實現新-舊管網連接處的耐蝕性匹配。
在嚴寒地區,供暖是基本的民生需求。如雙臺子區熱力有限公司作為當地供暖的“主力軍”,已在雙臺子區住建局指導下,全面吹響供暖準備“沖鋒號”,確保11月1日準時開栓。同樣,米山鎮米西村也抓住施工黃金期,全力推進部分供暖管網提升工程,趕在寒冬來臨前把溫暖的“保障線”鋪到村民家門口。首鋼低合金耐蝕鋼的成功研發和應用,解決了民生領域的技術難題,探索了材料創新的生動實踐。
通過提升熱力管網的安全性和使用壽命,不僅減少了因管道泄漏導致的供暖中斷事故,還降低了長期維修更換的成本,實現了資源節約。
首鋼低合金耐蝕鋼的研發成功,標志著我國熱力管網材料技術邁上了新臺階。隨著這項技術在更多老舊管網改造中推廣應用,我們的城市將擁有更加安全可靠的“溫暖線”。技術突破的背后是材料科學家和工程師們對民生需求的深切回應——讓溫暖的保障更持久,讓寒冬中的生活更有溫度。

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