为深入实施创新驱动发展战略,围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,加快解决制约我省经济发展的“卡脖子”问题和重大技术需求,省科技厅组织开展了2021年度省科技计划项目申报工作。近日,市科技局发布了列入2021年省科技计划项目库的65个宝鸡项目的名单,这些项目从研究方向选择、科技投入力度、成果转化水平等方面看,都具有先进性。本期我们遴选其中4个项目予以展示介绍,希望能引起各方面的关注和思考。
CT130变壁厚连续管开发项目:
在强度和韧性的矛盾中寻找突围点
连续油管堪称宝鸡石油钢管有限责任公司的“争气管”。宝鸡钢管公司利用10多年时间,在连续油管的开发上实现了从产品被国外垄断到国产化、从单品到多元化产品、从卖产品到卖服务的“三级跳”。
实际上,在材料的开发上,要精耕细作、深度钻探的领域还很多,今年宝鸡钢管申报的“超高强度CT130变壁厚连续管开发”项目进入省科技计划项目库,其科研“成色”如何?近日记者采访了该项目的负责人李鸿斌。
据了解,CT130变壁厚连续管是一种外径不变、壁厚沿长度方向渐变的新型连续管,属非标准化产品,所用材料是最高钢级的,有强度高、抗压高、疲劳寿命高等特点,在超深井开发及页岩气开发中的压裂、钻磨等作业场景中,发挥“有金刚钻,才揽瓷器活”的作用。
然而这种级别的油管制造技术长期被国外垄断,国内油气资源和页岩气开发用此管,都依赖进口,其价格高、周期长,制约我国相关产业高质量发展。宝鸡钢管从2009年开始,持续开展连续油管开发项目,技术不断提升。这次申报的项目,是在前期技术沉淀的基础上,又一次新的突围。
项目的技术难点主要是,要在材料的高强度与高韧性中寻找平衡点。大家知道,钢材的强度与韧性往往成反比,要达到超高强度,又要达到高塑性,开发难度很大。宝鸡钢管公司科研人员为此查阅了国内外大量资料,设计出10余种原料成分,经过小炉炼钢、轧钢及性能检测,完成了超高强度连续管成分的初步设计,后续经过三轮工业化炼钢、轧钢及制管试验,不断对原料成分、性能进行优化,最终设计出专用原料,为后续开发超高强度连续管奠定了基础。
他们还在实现钢带对接接头的工程无缝化、超高强度连续管的成型焊接技术、连续管的组织和性能控制技术等方面进行研究,不断寻找材料成分、热处理工艺、焊材等方面的解决方案。
经两年多的潜心钻研,创新团队攻克了一系列难关,已掌握关键制造技术。未来宝鸡钢管将针对油田用户需求,开展变壁厚管柱设计;针对单盘长度6000-7000米的连续管开展生产。“由于要长时间、连续生产,生产过程不能有任何质量问题,因此我们要对生产各个环节进行排查,特别是对最关键设备及工装进行强度升级及可靠性确认,以确保产品成功下线。”该项目负责人说。
高效提纯二氧化碳项目:
煤制甲醇尾气综合利用将成为现实
从芯片的生产到最后器件的封装,从激光切割机的激光气体应用到医学的临界萃取等,二氧化碳作为气体中的一种介质,其高纯度的研究与生产,可钻探的深度还有无限空间。日前记者采访到陕西裕隆气体有限公司的项目负责人李荣,了解到“基于煤制甲醇尾气综合利用的二氧化碳高效节能提纯技术开发”项目,技术优势在于破解二氧化碳的高纯度提取难题,它的生产应用,将助推我国电子工业、新基建产业发展。
近年来,发光二极管和平板显示器中对高纯(电子级)二氧化碳的需求量激增。而目前我国市场上几乎没有连续稳定的高纯(电子级)二氧化碳生产线。
近四年来,陕西裕隆气体有限公司依托其研究团队多年研发积淀的研究成果,将气体提取技术的工程化转化项目落户到凤翔县长青工业园,就是想对徐矿集团产生的煤制甲醇尾气进行综合利用开发,其间二氧化碳高效节能提纯技术开发是最为重要的一环。
项目用到的关键技术是脱重塔——双塔精馏技术,目的是将原尾气中重烃物与水分进行分离脱除。据了解,原来搞分离这个工序,得由几个设备完成,现在是由粗精馏塔—脱重塔串联操作完成,使二氧化碳的纯度得到提高。
那么如何将二氧化碳中的有害成分剔除掉呢?他们采取重金属水雾环境脱除有机硫技术,利用水雾环境下有机硫与重金属的化学反应来实现。再者,利用四位一体高效纯化设备,使二氧化碳的预冷、液化、气液分离和精提纯在一台设备内完成,实现一次性同时脱除多种杂质的功效。公司有三项发明专利已进入国家知识产权总局实质审查阶段,两项实用新型专利已获正式授权。目前项目已在省科技厅完成立项,企业正加快工业化流程的生产控制性研究。项目完成后,每年可减少煤制甲醇排放的二氧化碳废气6600万立方米,生产1万吨高纯二氧化碳气体,实现煤化工产业链的延伸。该产品是食品、高端制造及电子等行业重要的原料。
机器人一体化集成关节技术:
有望打破国外技术垄断
日前,记者了解到,陕西渭河工磨具有限公司作为我国谐波减速器的最早研发单位,这些年在机器人一体化集成关节技术创新上不断积累新成果,对我省机器人行业技术水平和社会经济发展起到了重要支撑作用。
据公司项目负责人李蕊介绍,在我国,精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口,这些零部件占到整体生产成本70%以上,他们通过开展机器人一体化集成关节技术创新和科技成果转化研究,要形成目标明确、持续创新的机器人产业链条。
公司曾研制生产出我国第一台谐波减速器,突破了国外的设计理念,形成了国产特有的设计思想和方法。为拓宽产品市场,近年来,他们与西北工业大学联合首次将谐波减速器应用于电动舵机、导弹、无人机等领域,实现谐波减速器、电机、传感器、控制器的一体化集成。
随着机器人市场的发展,公司将这一技术推广至民用领域,开展适合于长寿命、高精度机器人的一体化驱动与执行集成技术研究,找到了适用于集成产品的高精度、长寿命机器人谐波减速器,形成具有自主知识产权的啮合齿形;公司还与西安交通大学等高校开展合作,建设了陕西省“四主体一联合”校企联合研究中心,在机器人谐波减速器关键零件材料及热处理技术研究等方面开展合作,取得较好成果。
现在正实施的机器人一体化集成关节技术项目已完成前期调研,按照驱动器、控制器、执行部件的技术需求,研究组对力矩电机、减速器、控制器等分系统进行方案设计,通过仿真分析,验证方案的可行性。
通过本项目的实施,该公司将打破国外领先技术对国内市场的垄断,催生机器人核心功能部件在全国占有引领地位,而且由于集成产品的生产工序为精密加工,生产过程几乎不会对环境造成影响。
鲜食玉米品种选育项目:
孕育玉米产业中的黄金产业
鲜食玉米是我国玉米中的“黄金”产业,它营养丰富、口感好,在国内外市场十分畅销。但我省鲜食玉米存在生产品种少、品质差、深加工产业链不健全等问题,选育好品种就显得很有必要。
宝鸡迪兴农业科技有限公司专门从事玉米种质创制和新品种选育及繁育研究工作,他们以材料创制、技术创新、产品深加工为突破口,进行新品种培育,在此过程中,鲜食玉米陕科糯1号、5个优质甜糯玉米组合已通过专家审定,正在参加省区试验。
在品种培育过程中,专家们遇到的一个难题是如何将甜度、糯性、高花青素等多基因聚合创制成优异品种。另外,鲜食玉米常规育种周期较长,还需要与分子辅助选择技术相结合,为此,专家们在建立鲜食玉米现代育种技术体系上也在不断探索。
目前通过常规育种、单倍体育种技术,创制出鲜食玉米骨干自交系和重要育种材料,极大丰富了我省鲜食玉米种质,而且利用这些自交系已选配出新鲜食玉米杂交种,如桃花雪、西星黄糯,大大提高了我省鲜食玉米品种市场多样性,也改善了玉米品质。
让好项目由种子变大树
近日,2021 年度陕西省科技计划项目正式立项,这对我市科技工作而言,是一件振奋人心的事。我市列入省计划的项目已如“种子”一样,在春天萌芽,未来将在产业培育过程中获得“阳光雨露”支持,取得长足发展。
这些项目是根据市场前景、产业积淀水平,一步步筛选出的,符合未来发展方向。但“种子”再优,也需要适宜创新的资源支持。笔者注意到,我市企业创新,除了依靠自有研发团队外,更多是和高校、科研院所的合作;近年来宝鸡引进的新型研究机构,也发挥了服务企业的功能;宝鸡还建立科技创投基金,鼓励优势项目发展,创新环境越来越优。
要想让好项目由“种子”变“大树”,宝鸡职能部门需体悟创新难处,深入产业肌理,尊重创新规律、市场规律,开展“滴灌式”和多元化服务;要宽容失败,降低创新创业门槛,这样好项目终有一天将变成“参天大树”。