本项目属于深水海底管道焊接制造技术领域。南海深水油气资源开发利用是我国海洋石油发展战略,但海底管道面临海上铺设大变形和长期服役腐蚀等两大难题,对管道焊接接头性能提出了苛刻要求。因此,亟需开发能保证深水海底管道铺设阶段和服役阶段全寿期服役安全的焊接设计与制造技术。本项目在管道完整性评估、焊接接头性能评价、大变形管道高效焊接、抗腐蚀焊接等方面进行了系统研究,取得以下创新成果:(1)提出了改进的参考应变法、Kastner极限载荷解和埋藏裂纹等效表面裂纹化方法,解决了大应变条件下管道深表面裂纹与深埋裂纹、大应变与内压复合条件下管道表面裂纹与深埋裂纹的断裂评定难题,形成深水海底管道铺设、服役阶段全寿期断裂评定技术体系,拓宽了DNV标准的适用范围。(2)开发了满足大变形要求的管道双头双炬GMAW高效窄间隙焊接技术,研制了全尺寸管道大应变弯曲疲劳试验装置,提出了管道焊接接头塑性预应变后断裂韧性的预测方法,形成深水大变形管道高效焊接与性能评价技术体系。 (3)探明了深海CO2、H2S、高温高压H2S/CO2等典型腐蚀环境下海底管道焊接接头腐蚀机理和规律,研发了相应的抗腐蚀焊接技术,形成完整的深海油气管道抗腐蚀焊接技术体系。获美国发明专利1项,中国授权发明专利7项,在申发明专利9项,授权实用新型专利4项,软件著作权1项,发表SCI论文21篇,EI论文12篇。成果推动了我国深海油气管道工程临界评估与焊接制造的技术进步,对提升我国深海油气资源开发能力具有重要意义。以我国唯一的焊接技术国家重点实验室主任、杰出青年基金获得者冯吉才教授为主任的鉴定委员会鉴定意见认为,本项目"研究成果达到了国际领先水平"。本项目成果三年来在我国南海、东海、渤海等15个海上油气田项目和巴西、俄罗斯、泰国3个国际项目中应用,经济效益6.73亿元,社会经济效益显著。本成果还可用于陆地长输管线、石化、造船、工程机械等领域,应用前景广阔。