二氧化碳捕集、利用與封存(CarbonCapture,UtilizationandStorage,CCUS)是實現二氧化碳減排的戰略技術,加快推進CCUS技術研究和應用是實現國家“雙碳”目標的現實需要和重要路徑。二氧化碳管道輸送作為CCUS技術應用的關鍵環節,是實現二氧化碳源匯匹配的紐帶。針對其中二氧化碳管輸相態的選擇,因超臨界態二氧化碳具備高密度及低粘度的特性,是目前長距離、大規模管輸的最佳方式。
超臨界態二氧化碳具有不同于常規天然氣的減壓波及節流效應等特性,對于管材韌性提出更高要求,但對于臨界韌性指標的確定,傳統理論模型無法完全適用,需要通過全尺寸爆破試驗來最大化模擬實際管道發生泄漏、斷裂、爆炸的全過程,獲得管道止裂韌性評估的關鍵數據。本次二氧化碳全尺寸爆破試驗,有效模擬了超臨界態壓力下二氧化碳管道服役工況,對于掌握管道斷裂控制、管材指標設計及研制具有非常重要的意義,標志著我國在CCUS技術研究領域邁出了重要一步。
本次二氧化碳管道全尺寸爆破試驗,由寶鋼股份鋼管條鋼事業部負責提供鋼級、口徑HFW焊管。根據試驗設計要求,需提供同一鋼級并具有階梯沖擊性能分布的系列管,以滿足啟裂管、擴展管及止裂管的管材需求,由于試驗成本及風險高昂,需保證管材精確命中不同范圍的目標性能,確保試驗數據的有效性。面對特殊定制化的管材要求、極窄的性能窗口及緊張的試驗進度,寶鋼股份鋼管條鋼事業部焊管廠、制造管理部及中央研究院厚板所管線鋼團隊、解決方案中心等通力配合,克服了諸多困難。首先制造管理部及中央研究院與用戶進行了充分的前期溝通,明確了試驗材料的關鍵要求,圍繞要求綜合研判、快速制定技術方案,制造管理部提前策劃節點安排,全程跟蹤緊密推進,焊管廠執行精細嚴格的生產控制,及時協調、處理各個流程的難點、堵點,確保每一根定制管均滿足用戶使用需求,如期完成交付任務,保障試驗的順利開展。
本次爆破試驗在各方努力下取得了圓滿成功,通過試驗獲得止裂韌性等關鍵數據,對于二氧化碳管道韌性指標設計及管材研制具有指導性意義,為我國二氧化碳管道建設奠定了重要的技術基礎。