管输企业应对“卡脖子”技术的发展策略

王振声 董红军陈朋超 王禹钦 马江涛

（中国石油管道公司）

中美贸易摩擦自2018年3月爆发，已经持续了20多个月。以中兴和华为事件为标志，美国等西方国家限制中国高新技术发展的“卡脖子”战略昭然若揭。在科技领域，“卡脖子”成为一个高频词，从国家到地方，从央企到民企，两年来都在呼吁以破解“卡脖子”技术为契机，推动中国制造业水平和自主创新能力再上一个新台阶。习近平总书记在多个场合强调科技创新的重要性，多次提到要掌握核心技术，指出核心技术受制于人是最大的隐患，而核心技术靠化缘是要不来的，只有自力更生。要建设世界科技强国，就必须在关键领域、卡脖子的地方狠下功夫[1]。

为应对中美经贸摩擦可能出现的极端情况，中国石油管道公司（简称管道公司）组织开展了“卡脖子”技术和设备的调研，评估美国一旦实施技术封锁可能造成的影响，制定了分级解锁销项措施，将在近期及“十四五”科技发展规划中重点部署实施，加强自主创新力度，加速实现核心技术与装备国产化。

1 管输企业自主创新现状

1.1 关键装备研制取得重大突破，基本实现国产 化替代

依托中国石油“西气东输二线工程关键技术研究”“油气管道关键设备国产化”“第三代大输量天然气管道工程关键技术研究”等重大专项，管道公司组织完成了高强度管线钢管、压缩机组、输油泵、大口径阀门等关键设备的国产化研制，主要技术性能达到了国际先进水平，并在西气东输二线、陕京四线、庆铁双线等工程中得到了规模化应用。特别是应用于中俄东线天然气管道的X80、OD1422mm管材管件、核心控制系统、20MW级电驱压缩机组、1422.4mm（56in）全焊接球阀、609.6mm（24i n）干线调压装置，性能指标均达到国际先进[2-3]。

1.2 管道完整性标准和核心技术引领行业发展

管道公司牵头制定并发布首个管道完整性国家标准和两项ISO国际标准，为国家五部委在全国范围推行管道完整性管理提供了依据，实现了“一带一路”地区的标准输出，提升了中国石油的国际影响力和话语权。创建了国内首个企业级管道完整性管理系统，形成覆盖中国石油480 条管线（7.5×104km）、683个站场的数据管理平台[4]。研发的管道螺旋焊缝缺陷识别评价技术获得“全球管道奖”，促成了东北老旧管网的修复和升级改造[5]。研发的永磁扰动金属缺失内检测器、管道惯性测绘（IMU）内检测器、投产前自动力综合内检测器均属国内首创，可快速检测支管盗油、管体变形、应力应变等风险，已在中国石油、中国石化管道广泛应用[6-7]。

1.3 压气站一键启停技术实现场站高度自动化 管理

管道公司采用国产化可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集与监视控制系统（SCADA）等软硬件设备，将压缩机控制系统与站控系统优化整合，解决了压缩机组负荷分配控制及转速“大滞后”“超调”等问题。首次实现软硬件自主开发及盖州压气站一键起站，可减少调度人员工作量30%以上，将在中俄东线等管道全面推广[8]。

1.4 管道泄漏监测与安全预警技术有效管控外部 风险

管道公司自主研发的液体管道泄漏监测系统，可检测1%管道输量以上的突发泄漏和缓慢泄漏，获得国家科技进步二等奖，已应用超过1×104km 管道[9]。牵头编制发布行业首个国内管道地质灾害ISO标准，规范了地质灾害风险的管理流程和控制措施。开发研制基于相干瑞利的管道安全预警技术，提高了定位精度，成本仅为进口产品的50%，应用前景广阔[10]。

1.5 主要管道化学添加剂实现自主研发

EP 型油品管道减阻剂，打破国外垄断，减阻增输成效明显，获国外3项、国内数十项发明专利授权，获国家技术发明二等奖和中国优秀专利奖。新型纳米复配降凝剂，突破传统降凝剂的降凝极限，降耗增效显著，获全球管道奖。上述产品已广泛应用于漠大、中朝等油品管道，并远销海内外。此外，缓蚀型天然气减阻剂、溢油吸附剂、超分子凝油剂和储罐油泥清洗剂等也实现自主研发，应用于天然气管道增输防腐、油品管道泄漏抢修、储罐清洗等领域。

2 管输行业“卡脖子”技术清单

管道公司虽已掌握油气储运领域大部分核心技术，关键设备基本实现国产化，但在部分关键设备零部件、管道内检测、维抢修技术和设备、信息系统安全等方面仍然存在短板，一旦以美国为首的西方国家对我实行技术制裁封锁，会对管道建设及运行产生不利影响。

2.1 部分关键设备零部件供应及售后维修服务受 制于国外

部分设备及部件尚受制于国外。燃驱压缩机组涡轮转子及导向叶片、压气机叶片、燃烧室等部件还依靠进口。部分已经国产化的设备仍采用国外零部件，如压缩机组、输油泵机组轴承以及压缩机组控制系统PLC都需使用进口产品；阀门执行机构控制系统、流量计等设备采用的是国外芯片；大批存量进口设备售后维修服务仍依赖GE和西门子等外国公司[11]。部分国产化设备尚不能完全替代进口产品，国产燃驱压缩机组故障率和燃机效率还需持续改进完善[12-13]，国产天然气超声波流量计的稳定性和精确度有待进一步提升。

2.2 管道高端内检测工作尚无法全方位自主开展

目前，世界上最先进的管道检测技术及设备掌握在德国ROSEN、美国BHGE PII等国外公司手中。超高清漏磁检测、电磁超声裂纹内检测、应力应变检测等技术和核心复合式传感单元，虽然国内也开展了内检测技术的研究，但高精度霍尔传感器、高精度惯性导航系统（MEMS）、高精度摄像镜头、耐压深水连接器等主要部件仍依靠进口。

2.3 油气管网调控及仿真优化运行技术存在差距

油气管道在用调控系统主要使用的OASYS、PKS、ViewStar 等软件均为国外产品，维护受国外制约。自主研发的油气管网仿真与优化软件，在功能、计算效率和稳定性等方面与国外软件存在差距，还不具备大规模应用条件。

2.4 部分维抢修技术及装备仍依赖国外厂家

大口径高压力天然气管道组对焊接工艺要求严苛，在建天然气管道对焊材和焊机需求量大，目前使用的焊材及焊机控制单元均从国外进口，国内厂家难以生产同样性能的焊材。维抢修现场使用的大功率消磁机和全自动超声波检测设备（AUT）均为国外品牌。国产设备受技术因素制约，性能指标尚无法全面与国外产品看齐。

2.5 国外技术和市场垄断影响信息系统建设和安全

企业资源计划系统（ERP）、管道完整性管理系统（PI S）、地理信息系统（GIS）等系统软硬件产品主要依赖国外。在硬件方面，服务器所用处理器芯片多为英特尔提供，虽然有国内服务器厂商已经开始独立自主研发芯片技术，但从技术成熟度和稳定性来看，真正可用的产品不多。在软件方面，操作系统、数据库软件系统等被微软、甲骨文等国外公司垄断[14]。中美贸易摩擦及技术封锁将影响信息系统的建设和安全。

3 破解“卡脖子”技术的应对举措

针对目前一些关键管道技术和装备仍依赖国外的现状，我们需要加快推进科技创新，整合和利用国内优势资源，持续加大科技投入，提高自主创新能力，建议主要从以下几个方面开展工作。

3.1 评估“卡脖子”清单影响，制定分级解锁销 项措施

评估受限技术目录清单中各项技术面临的“卡脖子”风险和影响。根据各项技术的重要程度和紧急程度，在短期内，加强燃驱压缩机组热端部件、内检测器传感单元等备品备件的采购和储备，寻找国内外可替代的“备胎”。着眼长远，加强科学研究与谋划，从顶层设计加强引导，将受限技术清单纳入科技发展规划，分步骤开展专项技术研究。系统梳理调研设备国产化过程中的法律风险，制定相应对策，绕开专利壁垒，避免专利侵权和纠纷事件发生。

3.2 加快推进受限设备国产化，全面替代国外进口

充分结合国内科研院所、高等院校、生产厂家的力量，对超高清漏磁、电磁超声裂纹检测器等检测设备，以及燃驱压缩机组涡轮转子及导向叶片、燃烧室等依赖国外的关键零部件，联合开展国产化研制工作，全面掌握“人有我无”核心装备和部件的技术原理、制造工艺、维护方式、修理技术等，形成独立的设备设计能力、稳定的原材料供应渠道、完整的制造工艺流程、完善的质量验收和考核评价体系，实现关键设备的自主供应和对进口设备及配套服务的全面替代。

3.3 持续改进已国产化设备的技术性能，尽快补 齐短板

持续跟踪已国产化设备的后续应用效果，依托新建管道工程，加快推动国产化设备规模应用，在应用中不断改进和提升，形成国产化设备推广替代进口产品的良性机制。不断完善国产化设备的技术性能，提高可靠性和稳定性。降低燃驱压缩机组故障率，提高超声波流量计的稳定性，在性价比、维修服务水平等方面，向国外先进设备看齐，解决“有而不优”“全而不精”的问题。

3.4 完善配套管理制度，拓宽技术装备渠道

对于生产周期长、研发难度大的关键设备和零部件，如燃驱压缩机涡轮叶片、关键热部件等，给予适当增加库存的政策支持，避免因技术封锁短期内难以恢复供应的风险。对于国产化制造和修理的关键设备，需要长时间运行验证，存在提前下线维修的风险，应给予政策上的允许。广泛开展国内外油气管道技术和装备调研，开拓技术引进和装备进口渠道，开源操作系统和数据库软件，提高技术服务和装备供应能力，有效降低技术封锁影响。

3.5 加强应用基础研究，激发创新动能

对内检测技术、压缩机修理技术、焊接技术、仿真优化技术等方面，应加大基础研究投入，增强发展后劲。推进智慧管网关键技术研发与应用，逐步实现管网全方位感知、综合性预判、自适应优化、一体化管控，要从被动挨卡，实现弯道超越。大力改善科研人员收入待遇，探索实行双序列，奖金系数向一线科研人员倾斜。全面推行科技项目制管理，建立相应的组织架构和管理制度，促进岗位责权利对等。

4 结束语

国之重器，不予示人。国内企业应充分认识中美经贸摩擦的长期性和复杂性，多做谋划长远的思考。核心技术与装备花钱买不来，“卡脖子”的风险与危机时时伴随，唯有在关键技术和装备方面加强自主创新、加速国产化，才能不受制于人。回首50 年前，在技术极度落后、社会依托和设施资源极度匮乏的情况下，中国石油奇迹般地自主建设了新中国首条“八三”管道，打破了西方的技术封锁，为新中国的工业化发展立下赫赫功勋。近50 年来，中国管输企业一直在打破国外技术垄断的道路上砥砺前行，不断成长和进步。未来，在国家对油气输送管网统筹管理运营的新机制下，中国的管道企业将继续奋发有为，化解前进道路上每一次“卡脖子”危机，切实保障我国工业和民生能源大动脉的安全。