管輸企業應對“卡脖子”技術的發展策略

王振聲 董紅軍陳朋超 王禹欽 馬江濤

（中國石油管道公司）

中美貿易摩擦自2018年3月爆發，已經持續了20多個月。以中興和華為事件為標志，美國等西方國家限制中國高新技術發展的“卡脖子”戰略昭然若揭。在科技領域，“卡脖子”成為一個高頻詞，從國家到地方，從央企到民企，兩年來都在呼吁以破解“卡脖子”技術為契機，推動中國制造業水平和自主創新能力再上一個新臺階。習近平總書記在多個場合強調科技創新的重要性，多次提到要掌握核心技術，指出核心技術受制于人是最大的隱患，而核心技術靠化緣是要不來的，只有自力更生。要建設世界科技強國，就必須在關鍵領域、卡脖子的地方狠下功夫[1]。

為應對中美經貿摩擦可能出現的極端情況，中國石油管道公司（簡稱管道公司）組織開展了“卡脖子”技術和設備的調研，評估美國一旦實施技術封鎖可能造成的影響，制定了分級解鎖銷項措施，將在近期及“十四五”科技發展規劃中重點部署實施，加強自主創新力度，加速實現核心技術與裝備國產化。

1 管輸企業自主創新現狀

1.1 關鍵裝備研制取得重大突破，基本實現國產 化替代

依托中國石油“西氣東輸二線工程關鍵技術研究”“油氣管道關鍵設備國產化”“第三代大輸量天然氣管道工程關鍵技術研究”等重大專項，管道公司組織完成了高強度管線鋼管、壓縮機組、輸油泵、大口徑閥門等關鍵設備的國產化研制，主要技術性能達到了國際先進水平，并在西氣東輸二線、陜京四線、慶鐵雙線等工程中得到了規模化應用。特別是應用于中俄東線天然氣管道的X80、OD1422mm管材管件、核心控制系統、20MW級電驅壓縮機組、1422.4mm（56in）全焊接球閥、609.6mm（24i n）干線調壓裝置，性能指標均達到國際先進[2-3]。

1.2 管道完整性標準和核心技術引領行業發展

管道公司牽頭制定并發布首個管道完整性國家標準和兩項ISO國際標準，為國家五部委在全國范圍推行管道完整性管理提供了依據，實現了“一帶一路”地區的標準輸出，提升了中國石油的國際影響力和話語權。創建了國內首個企業級管道完整性管理系統，形成覆蓋中國石油480 條管線（7.5×104km）、683個站場的數據管理平臺[4]。研發的管道螺旋焊縫缺陷識別評價技術獲得“全球管道獎”，促成了東北老舊管網的修復和升級改造[5]。研發的永磁擾動金屬缺失內檢測器、管道慣性測繪（IMU）內檢測器、投產前自動力綜合內檢測器均屬國內首創，可快速檢測支管盜油、管體變形、應力應變等風險，已在中國石油、中國石化管道廣泛應用[6-7]。

1.3 壓氣站一鍵啟停技術實現場站高度自動化 管理

管道公司采用國產化可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集與監視控制系統（SCADA）等軟硬件設備，將壓縮機控制系統與站控系統優化整合，解決了壓縮機組負荷分配控制及轉速“大滯后”“超調”等問題。首次實現軟硬件自主開發及蓋州壓氣站一鍵起站，可減少調度人員工作量30%以上，將在中俄東線等管道全面推廣[8]。

1.4 管道泄漏監測與安全預警技術有效管控外部 風險

管道公司自主研發的液體管道泄漏監測系統，可檢測1%管道輸量以上的突發泄漏和緩慢泄漏，獲得國家科技進步二等獎，已應用超過1×104km 管道[9]。牽頭編制發布行業首個國內管道地質災害ISO標準，規范了地質災害風險的管理流程和控制措施。開發研制基于相干瑞利的管道安全預警技術，提高了定位精度，成本僅為進口產品的50%，應用前景廣闊[10]。

1.5 主要管道化學添加劑實現自主研發

EP 型油品管道減阻劑，打破國外壟斷，減阻增輸成效明顯，獲國外3項、國內數十項發明專利授權，獲國家技術發明二等獎和中國優秀專利獎。新型納米復配降凝劑，突破傳統降凝劑的降凝極限，降耗增效顯著，獲全球管道獎。上述產品已廣泛應用于漠大、中朝等油品管道，并遠銷海內外。此外，緩蝕型天然氣減阻劑、溢油吸附劑、超分子凝油劑和儲罐油泥清洗劑等也實現自主研發，應用于天然氣管道增輸防腐、油品管道泄漏搶修、儲罐清洗等領域。

2 管輸行業“卡脖子”技術清單

管道公司雖已掌握油氣儲運領域大部分核心技術，關鍵設備基本實現國產化，但在部分關鍵設備零部件、管道內檢測、維搶修技術和設備、信息系統安全等方面仍然存在短板，一旦以美國為首的西方國家對我實行技術制裁封鎖，會對管道建設及運行產生不利影響。

2.1 部分關鍵設備零部件供應及售后維修服務受 制于國外

部分設備及部件尚受制于國外。燃驅壓縮機組渦輪轉子及導向葉片、壓氣機葉片、燃燒室等部件還依靠進口。部分已經國產化的設備仍采用國外零部件，如壓縮機組、輸油泵機組軸承以及壓縮機組控制系統PLC都需使用進口產品；閥門執行機構控制系統、流量計等設備采用的是國外芯片；大批存量進口設備售后維修服務仍依賴GE和西門子等外國公司[11]。部分國產化設備尚不能完全替代進口產品，國產燃驅壓縮機組故障率和燃機效率還需持續改進完善[12-13]，國產天然氣超聲波流量計的穩定性和精確度有待進一步提升。

2.2 管道高端內檢測工作尚無法全方位自主開展

目前，世界上最先進的管道檢測技術及設備掌握在德國ROSEN、美國BHGE PII等國外公司手中。超高清漏磁檢測、電磁超聲裂紋內檢測、應力應變檢測等技術和核心復合式傳感單元，雖然國內也開展了內檢測技術的研究，但高精度霍爾傳感器、高精度慣性導航系統（MEMS）、高精度攝像鏡頭、耐壓深水連接器等主要部件仍依靠進口。

2.3 油氣管網調控及仿真優化運行技術存在差距

油氣管道在用調控系統主要使用的OASYS、PKS、ViewStar 等軟件均為國外產品，維護受國外制約。自主研發的油氣管網仿真與優化軟件，在功能、計算效率和穩定性等方面與國外軟件存在差距，還不具備大規模應用條件。

2.4 部分維搶修技術及裝備仍依賴國外廠家

大口徑高壓力天然氣管道組對焊接工藝要求嚴苛，在建天然氣管道對焊材和焊機需求量大，目前使用的焊材及焊機控制單元均從國外進口，國內廠家難以生產同樣性能的焊材。維搶修現場使用的大功率消磁機和全自動超聲波檢測設備（AUT）均為國外品牌。國產設備受技術因素制約，性能指標尚無法全面與國外產品看齊。

2.5 國外技術和市場壟斷影響信息系統建設和安全

企業資源計劃系統（ERP）、管道完整性管理系統（PI S）、地理信息系統（GIS）等系統軟硬件產品主要依賴國外。在硬件方面，服務器所用處理器芯片多為英特爾提供，雖然有國內服務器廠商已經開始獨立自主研發芯片技術，但從技術成熟度和穩定性來看，真正可用的產品不多。在軟件方面，操作系統、數據庫軟件系統等被微軟、甲骨文等國外公司壟斷[14]。中美貿易摩擦及技術封鎖將影響信息系統的建設和安全。

3 破解“卡脖子”技術的應對舉措

針對目前一些關鍵管道技術和裝備仍依賴國外的現狀，我們需要加快推進科技創新，整合和利用國內優勢資源，持續加大科技投入，提高自主創新能力，建議主要從以下幾個方面開展工作。

3.1 評估“卡脖子”清單影響，制定分級解鎖銷 項措施

評估受限技術目錄清單中各項技術面臨的“卡脖子”風險和影響。根據各項技術的重要程度和緊急程度，在短期內，加強燃驅壓縮機組熱端部件、內檢測器傳感單元等備品備件的采購和儲備，尋找國內外可替代的“備胎”。著眼長遠，加強科學研究與謀劃，從頂層設計加強引導，將受限技術清單納入科技發展規劃，分步驟開展專項技術研究。系統梳理調研設備國產化過程中的法律風險，制定相應對策，繞開專利壁壘，避免專利侵權和糾紛事件發生。

3.2 加快推進受限設備國產化，全面替代國外進口

充分結合國內科研院所、高等院校、生產廠家的力量，對超高清漏磁、電磁超聲裂紋檢測器等檢測設備，以及燃驅壓縮機組渦輪轉子及導向葉片、燃燒室等依賴國外的關鍵零部件，聯合開展國產化研制工作，全面掌握“人有我無”核心裝備和部件的技術原理、制造工藝、維護方式、修理技術等，形成獨立的設備設計能力、穩定的原材料供應渠道、完整的制造工藝流程、完善的質量驗收和考核評價體系，實現關鍵設備的自主供應和對進口設備及配套服務的全面替代。

3.3 持續改進已國產化設備的技術性能，盡快補 齊短板

持續跟蹤已國產化設備的后續應用效果，依托新建管道工程，加快推動國產化設備規模應用，在應用中不斷改進和提升，形成國產化設備推廣替代進口產品的良性機制。不斷完善國產化設備的技術性能，提高可靠性和穩定性。降低燃驅壓縮機組故障率，提高超聲波流量計的穩定性，在性價比、維修服務水平等方面，向國外先進設備看齊，解決“有而不優”“全而不精”的問題。

3.4 完善配套管理制度，拓寬技術裝備渠道

對于生產周期長、研發難度大的關鍵設備和零部件，如燃驅壓縮機渦輪葉片、關鍵熱部件等，給予適當增加庫存的政策支持，避免因技術封鎖短期內難以恢復供應的風險。對于國產化制造和修理的關鍵設備，需要長時間運行驗證，存在提前下線維修的風險，應給予政策上的允許。廣泛開展國內外油氣管道技術和裝備調研，開拓技術引進和裝備進口渠道，開源操作系統和數據庫軟件，提高技術服務和裝備供應能力，有效降低技術封鎖影響。

3.5 加強應用基礎研究，激發創新動能

對內檢測技術、壓縮機修理技術、焊接技術、仿真優化技術等方面，應加大基礎研究投入，增強發展后勁。推進智慧管網關鍵技術研發與應用，逐步實現管網全方位感知、綜合性預判、自適應優化、一體化管控，要從被動挨卡，實現彎道超越。大力改善科研人員收入待遇，探索實行雙序列，獎金系數向一線科研人員傾斜。全面推行科技項目制管理，建立相應的組織架構和管理制度，促進崗位責權利對等。

4 結束語

國之重器，不予示人。國內企業應充分認識中美經貿摩擦的長期性和復雜性，多做謀劃長遠的思考。核心技術與裝備花錢買不來，“卡脖子”的風險與危機時時伴隨，唯有在關鍵技術和裝備方面加強自主創新、加速國產化，才能不受制于人。回首50 年前，在技術極度落后、社會依托和設施資源極度匱乏的情況下，中國石油奇跡般地自主建設了新中國首條“八三”管道，打破了西方的技術封鎖，為新中國的工業化發展立下赫赫功勛。近50 年來，中國管輸企業一直在打破國外技術壟斷的道路上砥礪前行，不斷成長和進步。未來，在國家對油氣輸送管網統籌管理運營的新機制下，中國的管道企業將繼續奮發有為，化解前進道路上每一次“卡脖子”危機，切實保障我國工業和民生能源大動脈的安全。