隨著國(guó)家環(huán)保要求的日益提升，以及國(guó)際貿(mào)易摩擦帶來(lái)的能源安全因素，高效、低碳、綠色、清潔的能源日益受到重視。頁(yè)巖氣做為清潔能源被越來(lái)越多國(guó)家所關(guān)注；我國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可開采資源量達(dá)31.6萬(wàn)億立方米，居全球第二。近年來(lái)為了提高國(guó)家能源安全、增強(qiáng)能源自給，我國(guó)頒布了多項(xiàng)政策文件以促進(jìn)頁(yè)巖氣開采；根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)的頁(yè)巖氣開采量力爭(zhēng)2020年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量300億立方米，2030年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量800~1000億立方米。頁(yè)巖氣產(chǎn)量的激增將刺激“鋼需”增加。
馬鋼特鋼產(chǎn)品開發(fā)APQP組一直致力于高端特鋼產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用，通過(guò)幾年的努力，系列高品質(zhì)特鋼產(chǎn)品已躋身國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)。近年，馬鋼在與國(guó)內(nèi)輸油管龍頭企業(yè)的常寶鋼管用戶緊密合作，將高端能源用鋼列為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。常寶鋼管做為國(guó)內(nèi)輸油管最大的民營(yíng)企業(yè)，擁有比較雄厚的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)占有率；馬鋼與該用戶合作，先后完成常規(guī)鋼級(jí)（80級(jí)、95級(jí)、110級(jí)）產(chǎn)品的研制，但高端頁(yè)巖氣套管用鋼在國(guó)內(nèi)處于空白。
為了開發(fā)出合格的頁(yè)巖氣套管用鋼，開發(fā)團(tuán)隊(duì)反復(fù)走訪用戶，精準(zhǔn)識(shí)別用戶需求。在走訪中開發(fā)人員了解到，我國(guó)頁(yè)巖氣海相、陸相、海陸相均有，埋藏深度多在4000m以上，這對(duì)使用頁(yè)巖氣套管需要承受更高的彎曲、拉伸、壓縮、內(nèi)壓復(fù)合載荷以及更長(zhǎng)時(shí)間的磨損、腐蝕提出了極高的要求。要開發(fā)出抗外擠毀強(qiáng)度為159MPa極限性能材料140V級(jí)頁(yè)巖氣套管，這樣的鋼種以前沒有干過(guò)！項(xiàng)目組研發(fā)人員通過(guò)與常寶鋼管技術(shù)力量進(jìn)行交流，了解了頁(yè)巖氣套管鋼的關(guān)鍵性能和特性，并對(duì)關(guān)鍵性能在進(jìn)行逐級(jí)分解和細(xì)化，優(yōu)化出理想的合金體系。在此基礎(chǔ)上，他們還密切跟蹤和評(píng)價(jià)國(guó)內(nèi)外前沿成果，進(jìn)一步完善關(guān)鍵工藝控制要點(diǎn)。精確完成了該鋼種成分設(shè)計(jì)后，經(jīng)數(shù)值模擬，結(jié)果表明各項(xiàng)性能均滿足使用要求。
理論設(shè)計(jì)的成功為工業(yè)性軋制打足了底氣。為了確保在煉鋼—連鑄—軋鋼全制造流程達(dá)到設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目研發(fā)人員進(jìn)行了數(shù)次生產(chǎn)推演，并再次對(duì)常寶鋼管進(jìn)行產(chǎn)線跟蹤和技術(shù)交流。針對(duì)該鋼高強(qiáng)度高韌性抗擠壓的特點(diǎn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在煉鋼過(guò)程中采用合金元素復(fù)合配比、有害元素低限控制、硫化物改性處理及超純凈冶煉，達(dá)到了理想的成分控制；在連鑄過(guò)程中，研發(fā)人員與生產(chǎn)廠技術(shù)人員一起，精選坯型尺寸、連鑄溫度—拉速—二冷水動(dòng)態(tài)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了鑄坯內(nèi)部及表面質(zhì)量的無(wú)缺陷控制；軋鋼中通過(guò)軋制溫度及道次壓下量關(guān)鍵匹配技術(shù)，生產(chǎn)出初期要求的500噸頁(yè)巖氣套管用鋼。
首批次產(chǎn)品成功試制后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展了EVI（供應(yīng)商先期介入）技術(shù)服務(wù)。研發(fā)人員和常寶鋼管的技術(shù)人員一同在制管現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一道道制管工序的跟蹤，雙方研究確定合適的穿管溫度、軋管中變形道次及變形量的匹配、制管后的熱處理工藝，最終軋制的最高品級(jí)套管，經(jīng)廠家全面檢驗(yàn)，各項(xiàng)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)。
