我公司参与完成项目参加陕西省科技奖评选的公示

项目名称

复合管材绿色制造关键技术研究及产业化

二、提名意见

管道是工业生产和国家基础设施建设的关键支撑，每年因腐蚀、磨损、机械破坏等原因导致的失效事故超过8万起，年均管材报废量占比高达12%，造成巨大的经济损失和生态破坏。解决金属管道防腐延寿、废旧利用的重大技术难题，对加快推动我国经济社会发展绿色低碳转型意义重大。2010年以来，中石油工程材料研究院联合行业主力单位组成产学研用团队，开发出高性能内衬复合管材关键材料及技术体系，突破了标准化的绿色再制造关键技术与装备，以及组建3个国际标准工作组并牵头制定7项ISO国际标准，极大带动了复合管材绿色制造和规模化应用，为我国金属管道的防腐延寿和用旧利废贡献了“绿色方案”。项目制定各类标准35项（ISO国际标准4项、国标15项）；获授权专利51件（发明专利28件），产品应用超3万公里，覆盖石油、化工、船舶等多个行业。此外，首次在 ISO/TC67设绿色低碳直属工作组、内衬管材标准工作组和非金属管材标准工作组，引领了国际复合管材技术发展。经专家鉴定项目成果整体达到国际领先，经济、社会和环境效益十分显著，有力支撑我国绿色低碳发展战略，推广应用前景广阔。

推荐该项目为陕西省科技进步一等奖。

三、项目简介

管道是工业生产和国家基础设施建设的关键支撑，但由于腐蚀、磨损、机械破坏等原因导致的失效占总失效事故的比例超过60%，年均报废量占比高达12%，引发各类事故超过8万起，造成巨大的经济损失和生态破坏。解决金属管道防腐延寿、废旧利用的重大技术难题，对加快推动我国经济社会发展绿色低碳转型意义重大。2010年以来，中石油工程材料研究院联合行业主力单位组成产学研用团队，建立了涵盖新材料、绿色工艺、关键装备和综合评价的绿色制造复合管材技术及标准体系，实现了产业化制造和规模化应用，为我国金属管道的防腐延寿和用旧利废贡献了“绿色方案”，创新成果如下：

（1）开发出高性能内衬复合管材关键材料及技术体系。开发出高性能陶瓷内衬用铝热剂、耐高温高韧性聚苯硫醚管材料、高阻隔超高分子量聚乙烯管材料、含氟超支化聚芳醚酮和耐高温低粘度环氧树脂等5种内衬用关键材料，为高性能复合管材绿色制造提供了基础原材料。以金属管材为基材，攻关建立陶瓷、热塑性塑料、复合材料、耐蚀合金等4类高性能内衬复合管材与管件技术体系，较金属纯材延寿5倍以上，实现了石油管材从钢质管材向复合管材的跨越式发展。发明7项复合管材实物测试评价新技术及试验装备，创建了全寿命周期的复合管材标准体系，保障了复合管材“造得出、质量强”。

（2）突破了标准化的绿色再制造关键技术与装备。提出基于缺陷类型和剩余强度的废旧金属管材定级新方法，建立了分级规范及修复再利用关键流程，形成废旧金属管材定级、分级和再利用标准化做法。攻关建立“微能耗、零排放、无污染”的离心自蔓延陶瓷内衬复合管材绿色再制造技术，比制造新钢管节能93%、节水98%、减排CO2 99%。突破复合管材最大长度不超过6m的世界装备难题，制备的陶瓷复合管材产品在长度提高一倍的基础上直线度同时提升50%，实现了废旧金属管材“选的出、用得上”，颠覆性解决了废旧金属管材再制造再利用重大难题。

（3）组建3个国际标准工作组并牵头制定7项ISO国际标准。首次在ISO/TC67牵头成立“绿色低碳”直属工作组（ISO/TC67/WG15），顶层搭建了油田设备材料绿色低碳标准体系，明确给出油田设备材料的绿色属性内涵，并提出绿色制造及低碳排放评估方法，制定发布第一个绿色低碳国际标准ISO/TS 20790:2024《油气田设备材料绿色制造和低碳排放指南》。围绕各类内衬复合管材产品，首次组建“内衬管材”（ISO/TC67/SC5/WG5）和“非金属管材”（ISO/TC67/SC2/WG32）等2个新的国际标准工作组，制定陶瓷内衬油管、热塑性塑料内衬油管、耐蚀合金复合管等6项ISO产品标准，保障了各类复合管材在国内外“推得出、用得广”。

项目制定各类标准35项（ISO国际标准4项、国标15项）；获授权专利51件（发明专利28件）；出版著作1部；发表论文45篇（SCI/EI 32篇）；登记软件著作权4项。近3年新增产值25.35亿元，利润7.97亿元，节约资金56.8亿元。与制造新管相比，实现节能标煤107.2万吨，减排CO2 248万吨，节水682万吨。项目成果为各类型金属管材的防腐延寿和再制造再利用提供了根本遵循，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、矿山、煤炭、建材等行业，相关产品总用量已超过30000km，有力支撑了我国绿色、低碳、可持续发展战略。首次在ISO/TC67组建3个新的国际标准工作组，制定7项ISO国际标准，开辟了复合管材及绿色低碳国际标准化新领域，为ISO机构建设贡献了“中国智慧”。项目成果多次鉴定为国际领先水平，经济、社会和环境效益显著，推广应用前景十分广阔。

四、客观评价

（1）成果鉴定

对项目成果进行了多次鉴定。主要鉴定意见如下：

1）《金属陶瓷复合管材绿色制造关键技术及标准化》：胡文瑞、侯保荣、袁晴棠、刘合、向巧院士和汤万金、侯玲林、汪滨、陶岚、裴丽梅、董瑞林专家认为“……标准体系完善，成果得到规模化应用，经济和社会效益显著，应用前景十分广阔。……该成果总体达到国际领先水平”。

2）《油气复合管材绿色制造关键技术及标准化》：王华明院士、陈朝阳、王献昉等专家认为 “……该成果在石油天然气行业新材料及先进制造领域整体达到国际先进水平；在复合管材耐高温耐高蚀特性方面达到国际领先水平”。

3）《非金属内衬防腐管材绿色制造技术开发及标准化》：侯保荣院士、汤万金、门永锋等专家认为“……该成果经济效益、社会效益、生态环境效益显著，具有良好的应用前景。……该成果整体达到国际领先水平”。

表1 本项目成果鉴定情况

（2）科技查新

2024年7月25日，中国化工信息中心有限公司针对“油气复合管材绿色制造关键技术及标准化”项目成果进行了科技查新。综合分析检索的国内外专利及非专利相关文献，并与委托项目的查新点进行对比分析如下：

“……当前国内外针对金属陶瓷复合管材的研究大多围绕单一组分或几种组分添加剂对制备的金属陶瓷层性能的影响，并未形成规范化、体系化的制造工艺技术，热塑性塑料耐温低、介质适用性差。而查新项目开发出Al2O3陶瓷层材料、改性超高分子量聚乙烯、油气用PPS管材专用料和耐高温复合材料树脂体系，构建出无机非金属、高分子聚合物、复合材料和耐蚀合金等四类高性能复合管材技术体系。”

“……当前国内外制造金属陶瓷复合管材的装备大多采用型筒式结构，但制造的管材长度最长为5.5m，热塑性塑料内衬管以聚烯烃材料为主，复合材料内衬管耐温低、冶金复合管结合强度低。而查新项目在国际上首次研制出12m长、直线度0.1%金属陶瓷复合管材绿色制造成套装备，并实现12m长管材的产业化制造和规模化应用，开发出特种工程塑料内衬管材、耐120℃复合材料内衬管及高结合强度无缝冶金复合管。”

“……当前国内外对金属陶瓷材料及金属陶瓷复合管材、热塑性塑料复合管材、复合材料复合管材和冶金复合管材性能的测试基本采用小块试样在实验室内进行表征评价，并未建立明确的性能指标参数，导致国外目前无相关标准，国内标准性能指标极为简单。查新项目开发出系列化实物管材性能评价新技术，实现了由小样品测试到实物管材再到全尺寸管材的评价，并确定了各项关键性能指标参数，以此为基础制定了系列化完善的标准，研究确定了陶瓷内衬复合管、热塑性塑料内衬复合管、复合材料内衬复合管和耐蚀合金内覆复合管的关键性能指标，引领内衬管材国内及国际标准化发展。”

查新结果表明：除课题组人员发表的文献外，国内外未见其它与该项目技术特点相符的中外文献的报道。

五、应用情况和效益

1. 应用情况

通过十余年技术攻关与现场应用优化，本项目形成了陶瓷内衬、塑料内衬、复合材料内衬及冶金双金属复合管材等四种新型内衬复合管制造技术及相关产品，已在吉林油田、大庆油田、辽河油田、中石化东北局、长庆油田、延长油田、新疆油田、塔里木油田、吐哈油田、中石化西北局等油田的注水、采油领域进行了大量推广应用，也在矿山机械、远洋船舶、炼油化工以及国防建设中的水面舰艇、水下潜艇等多类型管材领域得到应用，平均服役寿命是常规钢质新管材的5倍以上，近三年共销售复合及再制造管材21213公里，约21.16万吨。

与此同时，油气复合管材绿色制造标准通过开展系统的试验研究和研制，确定了产品的强度、理化性能、长期服役性能等关键指标，得到了国际和国内专家的一致认可，填补了国内相应复合管材产品空白，显著促进了复合管材在国内的规范化、规模化应用。以上标准的制定为内衬管材料的选择、腐蚀控制、产品制造、检验试验、施工及验收提供了可靠的技术保障，有效解决高性能防腐内衬管材制造和应用过程中存在的内衬材料类型多样、内衬工艺复杂迥异、管材性能差异显著、用户选择应用困难等一系列关键难题，为油田各用户使用该类产品明确了选材、检验、施工与验收。开发的绿色再制造技术可推广于多领域、各类型废旧金属管材的再制造再利用，符合我国绿色、低碳、可持续发展策略，归属于国家重点支持的高新技术领域，制定的国际标准将促进产品在国际上、特别是“一带一路”国家的应用，预期推广应用前景十分广阔，主要应用单位情况如下表所示。

2. 经济效益和社会效益

（一）经济效益：

制定的复合管材相关标准，开发的复合管材检测评价体系，提出的复合管材关键性能指标等研究成果，大幅提升了行业陶瓷内衬、塑料内衬、复合材料内衬及双金属管材制造工艺体系，确定了内衬管材关键性能指标参数，提升了技术水平。近三年共销售复合及再制造管材21213千米，约21.16万吨，可实现节能73.14万吨标准煤，减排二氧化碳169.26万吨，节约新水464.94万吨，新增产值25.35亿元，新增利润7.97亿元，经济效益显著。此外，复合管材寿命达到普通新钢管5倍以上，应用21213公里复合管材相当于节约4×21213公里新管材，相当于节约资金56.8亿元。

（二）社会效益：

在充分调研国内油气田用复合管材绿色制造现状的基础上，针对现有标准的缺失，牵头组织油田、企业和科研单位等各领域的国内外知名学者专家，成功制定了35项标准。其中，国际ISO标准4项，国家标准15项，建立了较为全面的油气复合管材绿色制造关键技术及标准化体系，有效解决了油气复合管材无标可依的情况，引领了多行业的标准化发展；国际标准ISO/PAS 24565、ISO 24139-1、ISO 24139-2和ISO/PAS 16846的制定和成功发布，标志着我国油气田用复合管材技术在国际上走向引领，有效推动了我国复合管材生产与应用技术进步，打破了该领域国际标准制定的封锁。

制造内衬管材比制造新钢管节能90%（生产新管材耗能929.12kg标准煤/吨，内衬管材耗能71.52kg标准煤/吨），减排二氧化碳(2吨/吨钢)100%，节约新水5.5吨/吨钢。项目近三年推广应用约21.16万吨的内衬油管、管线管产品，可实现节能73.14万吨标准煤，减排二氧化碳169.26万吨，节约新水464.94万吨，社会及环境效益十分显著。

培养了一批创新性人才和研究、制造团队，实现了科技成果产业化，推动了冶金、机械、制造等行业进步，产生显著的社会效益。

六、主要知识产权证明目录（限10条）

七、主要完成人情况表

八、主要完成单位及创新推广贡献

九、完成人合作关系说明

完成人合作关系说明

项目完成人李厚补（第1完成人）、戚东涛（第2成人）、魏斌（第5完成人）、徐婷（第7完成人）、李磊（第9完成人）、徐晓锋（第10完成人）、丁晗（第12完成人）、丁楠（第13完成人）和张立（第15完成人）来自中国石油集团工程材料研究院有限公司，齐国权（第3完成人）和魏军（第14完成人）来自新疆中石油管业工程有限公司，王守泽（第4完成人）和杨永利（第6完成人）来自吉林省大多天盛金属陶瓷技术有限公司，史学涛（第8完成人）和张军亮（第11完成人）来自西北工业大学。

李厚补、戚东涛共同制定发明专利“一种带密封扣压接头的热塑性塑料复合管及制作方法”和“一种氨基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯纳米复合膜及其制备方法”。

李厚补、戚东涛、齐国权、王守泽、魏斌、杨永利、徐婷、李磊、许晓锋、丁晗共同立项和发布了ISO/PAS 24565:2022《Petroleum and natural gas industries — Ceramic lined tubing》；李厚补、戚东涛、齐国权、魏斌、徐婷、史学涛、李磊、张军亮、丁晗、丁楠、魏军、张立共同立项和发布了ISO/PAS 16846:2025《Oil and gas industries including lower carbon energy — Thermoplastics lined tubing for wells》；李厚补、戚东涛、魏斌、许晓锋、丁楠、魏军共同立项和发布了ISO 24139-1:2022《Petroleum and natural gas industries — Corrosion resistant alloy clad bends and fittings for pipeline transportation system — Part 1: Clad bends》；李厚补、戚东涛、魏斌、许晓锋、丁楠、魏军、张立共同立项和发布了ISO 24139-2:2023《Petroleum and natural gas industries — Corrosion resistant alloy clad bends and fittings for pipeline transportation system — Part 2: Clad fittings》；徐婷、许晓锋共同立项和发布了ISO/TS 20790:2024《Oil and gas industries including lower carbon energy — Guidelines for green manufacturing and lower carbon emission of oil and gas-field equipment and materials》；李厚补、徐婷共同立项和发布了GB/T 44317-2024《热塑性塑料内衬油管》。