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《——【·前言·】——》
说起大口径厚壁无缝钢管,很多人可能觉得陌生,但这东西可是工业领域的"卡脖子"技术。
过去几十年里,中国想造核电站、建石油管道、搞军工项目,都得花大价钱从欧美进口这种钢管,一根就要5万美元起步。
老外不光要价高,还经常卡着不卖,看心情供货。
就在这种被动挨打的局面下,“北方重工”却用三年时间成功攻克了世界难题“360工程”,直接把欧美那些企业看傻了眼。这事儿到底有多难?他们又是如何做到的?
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被“卡脖子”的日子有多难熬
2000年代初期,中国工业发展遇到了一个“大麻烦”。
想建核电站吧,主管道用的厚壁无缝钢管必须进口。想搞石油化工吧,高压管道还是得买外国货。
这种管子不是普通货色,直径动不动就四五百毫米,壁厚几十毫米,材质要求极其苛刻,耐高温耐高压,国内根本生产不了。
那时候的价格贵得离谱。一根标准尺寸的管子,国外报价至少5万美元,碰上急单或者国际关系紧张,价格还得往上提。
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更要命的是供货周期,欧美企业想什么时候交货就什么时候交货,你着急也没用。
有一次国内某个核电项目等着用管子,结果对方硬是拖了八个月才发货,项目进度被严重拖累。
国内也不是没想过自己造。一些企业拿到进口产品,照着样子仿制,投入大量人力物力。
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可仿制出来的管子,成品率只有可怜的20%。十根里面八根报废,不是尺寸不达标,就是内部有裂纹,根本用不了。
关键技术被老外死死攥在手里,相关的技术资料、工艺参数,一个字都不外泄。
这种局面持续了十几年,国家每年要花费数十亿美元的外汇购买这些钢管。工业界的人都憋着一口气,总有一天得把这事儿自己拿下来。
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十亿投资赌一个未来
2005年,国家科技部启动了一个重型装备专项计划。这个计划瞄准的,就是那些被外国垄断的关键设备。
科技部找了好几家企业谈,最后把任务交给了辽宁的“北方重工”。
这家老国企有几十年的重型装备制造经验,是国内为数不多具备这个实力的单位。
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2006年初,项目正式立项。国家一次性批下来10亿元的投资,要求北方重工搞出一台3.6万吨级的垂直挤压机。
这个吨是什么概念?当时世界上最大的挤压机也就3万吨,北方重工这次要做的,是直接超越国外现有技术。
项目组成立后,领导班子就感觉到了压力。团队里聚集了上百名工程师,平均年龄40多岁,都是厂里的技术骨干。
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开第一次动员会的时候,总工程师说得很直白:"这事儿从来没人干过,国外也没有现成的经验可以参考,咱们得自己摸着石头过河。"
压力最大的是设计阶段。国外对这种设备严格保密,连张照片都找不到。
工程师们翻遍了图书馆,只找到几本苏联时代留下的俄文技术书籍,还是六七十年代的老古董。
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没有先进的设计软件,很多参数只能靠计算尺和手工计算。一个关键部件的设计图纸,往往要画上几个月,反复修改几十遍。
2006年底,设计方案终于定下来。
按照规划,整台设备高度超过20米,总重量达到5000吨,光主机架就重1500吨。这么大的设备,每一个环节都容不得半点差错。
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最难熬的三年攻坚战
2007年春天,设备开始进入制造阶段。最先遇到的麻烦,就是主机架的铸造。
1500吨的钢铁铸件,国内从来没做过这么大的。第一次浇铸,刚刚冷却定型,表面就出现了几十条裂纹,整个铸件直接报废。
铸造车间的老师傅看着那堆废料直摇头。
问题出在哪儿?温度控制不准?冷却速度不对?还是钢材配方有问题?工程师们把失败的铸件切开,一层层分析金相组织,测试各种数据。
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折腾了大半年,做了十几次配方调整,才找到合适的合金比例和热处理工艺。
2008年初,主机架终于铸造成功。可新的问题又来了——这么重的东西怎么运输?怎么吊装?
设备组装需要在厂房里完成,每个零部件都重达几十吨甚至上百吨,移动一次就是个大工程。
最初的方案是租用国外的专业吊装设备,报价高得吓人,一天租金就要几十万。
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技术团队干脆自己设计了一套翻转系统。用液压装置配合特制的轴承,让重型部件可以在厂房里平稳移动和翻转。
这套系统后来被证明非常好用,不仅节省了上千万的租赁费用,还缩短了组装时间。
2009年进入最关键的调试阶段。液压系统的压力要达到3.6万吨,控制精度要精确到毫米级,这对所有参数的匹配要求极高。
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前几次冷运行,设备总是出现各种小毛病,油管漏油、阀门卡死、传感器失灵,每天都在排查问题。
7月13日,这一天所有人都记得清清楚楚。经过反复调试,设备终于达到了热试的条件。
钢坯被加热到1200度,放进挤压筒里,液压系统全力启动,3.6万吨的压力轰然而下。
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几分钟后,一根直径508毫米的无缝钢管从设备另一端缓缓挤出。车间里爆发出欢呼声,有些老工程师眼睛都红了。
质检部门连夜对钢管进行检测。
尺寸精度完全达标,内部探伤没有发现任何缺陷,成品率达到了80%,远远超过当初定下的60%的目标。这一刻,在场的每个人都知道,三年的苦没有白吃。
从技术追赶到行业领跑
2010年初,设备通过了国家验收。专家组给出的评价是:"整体技术达到国际领先水平"。
更让人意外的是,几家欧美企业主动找上门来,想参观这台设备,还提出了技术合作的意向。
过去对中国严防死守的那些公司,现在反过来想学习中国的技术了。
设备投产后,效益马上显现出来。年产能达到5万吨,单根钢管的生产成本比进口价格降低了70%以上。
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秦山核电站的主管道,华能电厂的高压锅炉管,西气东输工程的石油管道,全都用上了国产货。
军工领域的一些关键装备,也因为有了这种钢管,性能得到大幅提升。
2011年,北方重工接到了第一批国际订单。东南亚某国要建设石化工厂,选择了中国生产的厚壁无缝钢管。
价格比欧美产品便宜30%,质量却完全不输。到2013年,北方重工的钢管产品已经出口到十几个国家。2023年,仅出口业务的产值就突破了一个亿。
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这台设备带来的影响,远远超出了钢管本身。
下游的风电设备制造、高端合金加工、精密机械加工,都因为有了可靠的国产管材,获得了快速发展。
国内形成了从铁矿石开采、冶炼、加工到成品的完整产业链。国家在能源、军工、重大基础设施建设上,不再受制于人。
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2020年,河北某重工企业投产了新一代5万吨级挤压机,国产化率达到95%。技术还在继续进步,设备还在不断升级。
欧美那些曾经垄断市场的企业,现在不得不大幅降价才能保住一点市场份额。全球厚壁无缝钢管市场的格局,已经彻底改变。
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《——【·结语·】——》
北方重工用三年时间攻克的,不只是一台机器,更是一条被外国人卡了几十年的脖子。
从被迫进口到自主生产,从技术封锁到国际领先,这个过程证明了一个道理:核心技术是要不来、买不来的,只能靠自己一步一步啃下来。
那些曾经看不起中国制造的人,现在不得不承认,中国人能做出世界上最好的重型装备!
信息来源
1. 中国重型机械工业协会:《中国重型装备制造业发展报告(2010-2023)》
2. 国家科学技术部:《"十一五"国家科技支撑计划重点项目验收报告》
3. 北方重工集团有限公司:《3.6万吨垂直挤压机研制历程》技术档案
4. 中国工程院:《中国制造2025重大装备创新工程案例集》
5. 《中国冶金报》2010年相关报道:《打破国外垄断 北重3.6万吨挤压机投产》
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