来历：科技日报 时间：2025-09-16 16:10
陪同着年夜型输油泵机组与压缩机组的轰鸣声，源源不停的原油及自然气资源，别离从黑龙江漠河及黑河沿着管道一起南下，为沿线区域经济社会高质量成长及人平易近夸姣糊口连续注入强劲动能。
截至今朝，我国东北能源战略通道累计运送原油逾3.3亿吨、自然气冲破1000亿立方米，实现长周期安全靠得住运行。
“依附多项科技立异，我国东北能源战略通道于世界上初次乐成穿越欧亚年夜陆冻土区南部不不变冻土带，并初次实现油气管道要害装备及焦点节制体系周全国产化，于保障国度能源安全、鞭策绿色转型方面阐扬着举足轻重的作用。”国度管网集团副总司理、党构成员、首席科学家姜昌亮暗示。
防冻节制：让管道与冻土“友爱相处”
“于管道设置装备摆设历程中，咱们面对的第一浩劫题，就是沿线独有的不持续、岛状冻土问题。”国度管网集团研究总院智能化中央副主任马云宾坦言。
气候严寒时，含冰冻土会膨胀，轻易把敷设于冻土中的管道顶起来；而气候转暖时，冻土熔化塌陷，管道又轻易发生沉降。“这象征着，管道会处在不不变的状况。”马云宾说。
怎样让管道与不不变冻土“友爱相处”？
“咱们但愿厘清于天气、情况、冻土及管道多因素耦合下，冻土会怎样成长变化，对于管道会孕育发生甚么影响。”马云宾先容，如许就能使用技能手腕，对于冻土举行动态节制，让管道变化处在安全规模内，以实现原油的不变运送。
为实现这一方针，研究团队于国际上首创热油管廊冻土演化猜测要领，从程度及垂直标的目的，对于冻土的漫衍及动态变化举行科学猜测。同时，他们还有立异开发了冻土区管道应变设计和评价要领。该要领可以或许对于冻融灾难高危害管段应变举行切确计较，猜测冻土冻融对于管道布局性安全状况的影响，为管道设计与运维奠基技能基础。
于此基础上，研究团队发现了“导—散—隔—阻”成套技能：即使用热棒单向导热、透风管对于飘泊热、保温层隔热、生态修复阻热，形成高寒冻土区融沉综合防控技能系统，使冻土融沉速度降低70%，实现了对于不不变冻土及热油管道的动态不变节制。
这些立异结果终极解决了于不不变冻土区埋地敷设年夜型输油管道的国际难题。
断裂预防：止裂韧性模子“自立破壁”
作为我国第三代年夜输量自然气管道标记性工程，“北气南下”能源年夜通道自全线领悟以来，日均输宇量超1.1亿立方米，年输气能力达380亿立方米，可满意1.3亿户都会家庭整年用气需求。
这患上益在该能源通道所采用的管道。它是我国首条采用1422毫米超年夜口径、X80高钢级、12兆帕高压力等级的自然气管道，也是今朝全世界口径最年夜的输气管道。
采用云云年夜口径的管道运送自然气，管道一旦断裂，后果不胜假想。怎样精准设计管道，避免管道断裂掉效？这是摆于科研团队眼前的第二道难题。
“其时国际上通用的管道止裂韧性猜测模子不合用在管径跨越1219毫米、止裂韧性跨越100焦耳的高钢级管道，而且未能思量泥土类型及管道埋深等因素影响，没法直策应用在我国‘北气南下’能源年夜通道。”国度管网集团西部管道公司总司理庞贵良阐发，假如采用这类猜测模子，研制出的管道其实不安全。
为了霸占这一难题，研究团队立异开发了年夜口径高钢级管道止裂韧性猜测模子，初次引入泥土类型、埋深及管径多参数动态耦合的泥土约束因子，精正确定了“北气南下”能源年夜通道管道止裂韧性指标。
按照这一韧性指标设计出的年夜口径管道，是否可以或许保障管道于运输能源时的安全性？为了正确回覆这一问题，研究团队自立开发设置装备摆设了亚洲首坐全尺寸管道气体爆破实验场，于世界上初次开展了1422毫米超年夜口径、X80高钢级管道自然气爆破实验。
经由过程全尺寸爆破实验，他们验证了“北气南下”能源年夜通道管道断裂韧性指标及环焊缝极限承载能力，为管材研制与管道设计奠基了基础。
智能检测：管道康健状态“洞察入微”
油气管道顺遂穿越不不变冻土带后，研究团队还有需精准把握管道运行相干数据。年夜口径管道被埋入地下后，运行状况怎么样，有无呈现缺陷及裂纹？这是研究团队面对的第三道难题。
“管道口径变年夜、内部压力增高，哪怕微小的管道缺陷也会变成年夜祸。”国度管网集团研究总院副院长陈朋超说，以往的检测装备不管是口径、功效还有是检测精度，都没法满意这条能源年夜通道的高靠得住运行要求。
如何才能于不影响油气管道运行的条件下，又快又好地对于管道举行“体检”？让呆板人钻进管道里完成这项使命是最优解决方案。研究团队立异采用高密霍尔阵列及品字形正交差模涡流超高分辩率磁电复合传感技能，研制出海内首套1422毫米超年夜口径管道多物理场超高清管道微小缺陷及附加应力内检测技能与设备。
“这款管道检测呆板人身上充满了传感器。它可以钻进管道内部，根据每一秒3—5米的最优节制速率，顺着油气介质运送标的目的进步。如许就能够于不影响管道运行的条件下，精准感知管道本体状况。”陈朋超先容，该设备实现了微小缺陷与附加应力的一体化检测，可辨认细微焊缝裂纹与小型孔洞类缺陷，有用晋升检测精度与安全评估效能。
陈朋超告诉记者，呆板人于管道中每一运行1分钟可收罗约2G—3G的数据。收罗完成后，研究团队会使用自立开发的智能阐发体系，对于数据旌旗灯号举行解析辨认，和时捕获及判定数据旌旗灯号暗地里隐蔽的管道缺陷或者应力变化。
“作为我国主要的能源战略走廊及‘一带一起’标记性工程，东北能源战略通道践行安然管道、绿色管道、成长管道、情谊管道的设置装备摆设理念，引领了年夜型油气管道技能成长标的目的，极年夜鞭策了管道行业技能前进，为全世界管道工程设置装备摆设孝敬了中国方案。”姜昌亮暗示。（刘园园）
责任编纂：在彤彤
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