海洋工程裝備用鋼

1、海洋工程裝備用鋼一、海洋工程用鋼的種類和概述海洋工程用鋼主要種類可分為：海洋平臺、海洋風(fēng)力發(fā)電、海底油氣管線用鋼三類。       1.海洋平臺用鋼      1.1特點      海洋平臺是在海洋上進行作業(yè)的特殊場所。海洋平臺服役期比船舶類高50%，采用得鋼板必須具有高強度 、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蝕等。主要分為鉆井平臺和生產(chǎn)平臺兩大類。      1.2 種類

2、60;     目前國際海洋平臺用鋼主要級別為355，420，460MPa，      355級主要牌號：En10225的S355、API的API2H-50、BS7191的350EM、船標(biāo)的E36；      420級主要牌號：En10225的S420、API的API2Y-60、船標(biāo)的E40、E420；      460級主要牌號：En10225的S460、船標(biāo)的E460。   

3、;   我國尚無專用的海洋平臺用鋼標(biāo)準(zhǔn)，采用國外標(biāo)準(zhǔn)。EH36以下平臺用鋼基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，占平臺用鋼量的 90%，但關(guān)鍵部位所用大厚度、高強度鋼材仍依賴進口。隨著我國海洋開發(fā)的不斷發(fā)展，對海洋平臺用鋼的需求 量不斷擴大，當(dāng)前總用鋼量在300萬t以上。      2海洋風(fēng)力發(fā)電用鋼      2.1特點      要經(jīng)受風(fēng)、浪、流的作用外，還要考慮臺風(fēng)、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力作用，此外對結(jié)構(gòu)防腐、高應(yīng)力區(qū) 結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等

4、提出了更高要求，此外考慮強度需要采用Z形鋼材、大厚度板材和管線。      2.2市場     我國大陸架淺海海域廣闊，海上風(fēng)力資源豐富，海上風(fēng)電場的建設(shè)比陸地風(fēng)電場假設(shè)廣闊，估計2010到2015年約形成600億左右的風(fēng)電設(shè)備市場。      3海底油氣管線用鋼      3.1特點      海洋資源特別是油氣資源的開發(fā)，海底管線的重要性得到凸顯，惡劣的

5、海洋環(huán)境對海底管線提出了比陸地 管線更高的質(zhì)量要求，要求鋼管高的橫向強度、縱向強度、高低溫止裂韌性、良好焊接性、抗大應(yīng)變性能、另外 還有要求抗H2S腐蝕。      3.2種類      國際上各國都執(zhí)行美國協(xié)會的API標(biāo)準(zhǔn)，按照API標(biāo)準(zhǔn)，國際上廣泛采用的管線用鋼為X42-X80的焊接高強 度鋼。國內(nèi)每年需建設(shè)原油管線6000km，至少需要17萬t的海底管線鋼。如果國內(nèi)南海油氣資源大規(guī)模開發(fā)，則 需要的管線鋼數(shù)量將大幅度上升。二、海洋工程用鋼需求現(xiàn)狀及前景分析工業(yè)與市場海洋工程用鋼應(yīng)用及需求現(xiàn)

6、狀海洋工程裝備主要用于海上油氣的鉆探、開發(fā)以及相關(guān)配套產(chǎn)品開發(fā)，具有高技術(shù)、高投入、高附加值和高風(fēng)險等特點，對產(chǎn)品的可靠性和安全性要求很高，近年來已成為各國政府重點扶持發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和造船企業(yè)競相競爭的高端領(lǐng)域。由于海洋工程裝備是在苛刻的腐蝕性環(huán)境下使用的大型工程結(jié)構(gòu)件，其水下部分結(jié)構(gòu)長期受到海水及海生物的侵蝕，因此對耐低溫和耐腐蝕性要求較高。目前，海洋工程用鋼根據(jù)其作業(yè)類型和特點主要可以分為海洋平臺用鋼、海洋能源設(shè)備用鋼和海底油氣管線用鋼三大類，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和服役條件選用不同強度級別的鋼材，其中主要以低碳鋼和高強度船體用結(jié)構(gòu)鋼為主。 1、海洋平臺用鋼據(jù)了解，鉆井平臺代表的海工裝備中鋼材占據(jù)總

7、成本的比例約為1/41/3。海洋特殊的環(huán)境對鋼材提出了苛刻的條件，使其制造成本和售價都大大高于普通鋼材。海洋平臺用鋼海洋平臺是在海洋上進行作業(yè)的特殊場所,主要用于海上油氣的鉆探和開發(fā)，其中鉆探設(shè)施主要包括自升式鉆井平臺和半潛式鉆井平臺,開采設(shè)施主要包括固定式導(dǎo)管架平臺、順應(yīng)塔平臺、張力腿平臺、立柱式平臺以及浮式生產(chǎn)儲油裝置等。由于海洋平臺服役期比船舶類高50%，采用的鋼板必須具有高強度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蝕等，目前國際海洋平臺用鋼主要級別為屈服強度355 MPa，420MPa，460MPa。目前我國EH36（屈服強度355 MPa）以下平臺用鋼基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，占

8、平臺用鋼量的90%，但關(guān)鍵部位所用大厚度、高強度鋼材仍依賴進口。隨著我國海洋開發(fā)的不斷發(fā)展，對海洋平臺用鋼的需求量不斷擴大，當(dāng)前海洋平臺用鋼年需求總量在300萬噸以上。2.海洋能源設(shè)備用鋼 海洋能源設(shè)備主要是利用潮汐、海流、波浪及海水溫差進行電力能源開發(fā)，由于要經(jīng)受風(fēng)、浪、流的作用外，還要考慮臺風(fēng)、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力作用，對結(jié)構(gòu)防腐、焊接工藝等提出了更高要求，一般采用高強度Z形鋼材、大厚度板材和管線鋼等。鑒于我國大陸架淺海海域廣海洋工程用鋼需求現(xiàn)狀及前景分析唐學(xué)生席卷全球的金融危機對我國造船工業(yè)的發(fā)展造成強烈沖擊，船舶工業(yè)產(chǎn)能過剩、重復(fù)投資、高端產(chǎn)品競爭力不強的問題日益凸顯，為應(yīng)對我國造船

9、工業(yè)面臨的危機，振興行業(yè)發(fā)展，國家相繼出臺行業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃及實施細(xì)則等相關(guān)措施，明確提出要加大培育高附加值、高技術(shù)含量產(chǎn)品的研發(fā)，特別是要大力發(fā)展海洋工程裝備制造業(yè)，強化海洋工程產(chǎn)品的自主研發(fā)及生產(chǎn)能力。目前，海洋工程裝備制造行業(yè)正成為造船工業(yè)新的利潤增長點，眾多船舶企業(yè)開始向海洋工程產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，由此，與之相配套的海洋工程用鋼的研發(fā)與生產(chǎn)成為眾多船用鋼材生產(chǎn)及流通企業(yè)關(guān)注的焦點。 船舶物資與市場工業(yè)與市場闊，海上風(fēng)力資源豐富，海上風(fēng)電場的建設(shè)比陸地風(fēng)電場建設(shè)前景更為廣闊，估計2010到2015年我國將形成600億左右的風(fēng)電設(shè)備市場，年用鋼量將在100萬噸以上。3.海底油氣管線用鋼海底油氣管線設(shè)備

10、是指海底油氣資源開采后的輸送裝備，由于海洋環(huán)境的惡劣性，海底管線用鋼對質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品性能提出了比陸地管線更高的要求，普遍要求鋼管具有很高的橫向強度、縱向強度、高低溫止裂韌性、良好焊接性、抗大應(yīng)變性能，另外還有要求較高的抗海水腐蝕性能，目前國際上廣泛采用API X42-X80的高強度管線鋼。根據(jù)規(guī)劃2010-2015年我國每年需建設(shè)原油管線6000千米，其中海底管線所占比重日益增加，如果國家加大對南海油氣資源大規(guī)模開發(fā)，則需要的海底管線鋼數(shù)量將進一步大幅度上升。因此，初步預(yù)計今后幾年我國每年至少需要2025萬噸左右的海底管線鋼。我國海洋工程用鋼生產(chǎn)狀況近年來，受我國造船完工量持續(xù)上升的拉動，我國

11、船用鋼材的產(chǎn)量也急劇攀升，并實現(xiàn)了從大量進口到大量出口的轉(zhuǎn)變，隨著船板產(chǎn)能過剩局面愈演愈烈，市場競爭力越來越低，多數(shù)鋼廠開始積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加大海洋工程裝備用鋼的技術(shù)投入與研發(fā)、生產(chǎn)力度，向海洋工程用鋼領(lǐng)域進軍，但是由于海洋工程裝備是在苛刻的腐蝕性環(huán)境條件下使用，對耐低溫、耐海水和耐大氣腐蝕性以及焊接性能要求很高，目前在國內(nèi)海洋工程用鋼領(lǐng)域處于領(lǐng)跑地位的鋼企并不多，主要為寶鋼、鞍鋼、新余、舞鋼、南鋼、湘鋼、濟鋼等，其它大部分鋼廠產(chǎn)品并不能達(dá)到厚度和強度的要求，如海洋工程股份有限公司正式供應(yīng)商僅有寶鋼、鞍鋼、湘鋼、舞鋼、濟鋼五家鋼廠。3、 制約我國海工用鋼的因素 海洋平臺用鋼的強度級別均為不低

12、于36KG級，鋼板主要為36kg級，少量為40kg級和極少量的超高強度船板。要求的鋼板最高屈服強度為690MPA，用于作業(yè)水深較深的自升式平臺的樁腿。550MPA以上強度級別的鋼板均由日本和美國進口。 海洋平臺用鋼的質(zhì)量等級分為D、E、F級。根據(jù)服役環(huán)境的不同，質(zhì)量等級D、E級為主，（用量均超過1萬T），單座平臺F36鋼板的使用量最高達(dá)到了2000T以上。 海洋平臺用鋼板寬度規(guī)格一般為3000-4000mm，厚度規(guī)格一般在100mm以下。其中厚度為10-40mm的鋼板用量均占60%，厚度為40-60mm的鋼板用量約占30%，厚度為60mm以上及10mm一下的鋼板用量約占10%。 我國生產(chǎn)的某些

13、鋼種的化學(xué)成分和機械力學(xué)性能可與國外先進國家的媲美，但耐海水腐蝕性能較差1、 從海洋用鋼來看，宜發(fā)展低溫、耐腐蝕中厚度鋼板。 一般情況，低溫時鋼板強度略有提高，但韌性和塑性卻降低很多，因此可以加入少量合金元素固溶強化基體、細(xì)化晶?；蛲ㄟ^熱處理的手段細(xì)化晶粒來降低低溫脆性問題。耐大氣腐蝕剛和耐海水腐蝕剛的生產(chǎn)、國內(nèi)特厚鋼板厚度是制約國內(nèi)海洋平臺用鋼的瓶頸。2、 我國的含銅鋼在各種大氣條件下的耐腐蝕性能均較好，CU-P鋼在潮濕氣候條件下，其耐腐蝕性能又比含銅鋼有較大提高，當(dāng)銅、磷、鈦和稀土元素共存時，鋼的耐腐蝕性能更好。含銅鋼對油漆吸附力強，因此在有涂層是，耐腐蝕性能可進一步提高，壽命可進一步延長

14、。由于含銅鋼碳含量較低，因而有良好的塑性和可焊性。 國內(nèi)特厚鋼板生產(chǎn)存在坯料、軋機開口度和熱處理3個瓶頸。 坯料問題：自升式鉆井平臺樁腿升降用的齒條鋼坯料單重需要40-50T，厚度需在400-600mm，而國內(nèi)模鑄的最大鑄錠為15T左右，連鑄坯最大厚度為330mm，未達(dá)到齒條鋼坯料的要求。通過增加立式連鑄機、板坯點渣重熔生產(chǎn)線或大錠型模鑄生產(chǎn)線可生產(chǎn)齒條鋼坯料。其中，寶鋼和武鋼已有增加立式連鑄機的規(guī)劃，2013年后可能具備生產(chǎn)條件，連鑄坯厚度可達(dá)600mm，鞍鋼和武鋼的板坯點渣重熔生產(chǎn)線已基本具備生產(chǎn)條件，板坯厚度為800mm左右，除寶鋼和武鋼外，國內(nèi)其他鋼廠均不具備大錠型模鑄的生產(chǎn)條件。 軋

15、機開口度問題：生產(chǎn)滿足齒條鋼坯料的特厚板的軋機開口度需在600mm以上，而多數(shù)鋼廠的軋機開口度小于400mm，鞍鋼的軋機開口度可達(dá)1000mm，最大板寬可達(dá)4500mm，武鋼的軋機開口度可達(dá)800mm，最大板寬可達(dá)3500mm。 熱處理問題：生產(chǎn)特厚板軋機需具備厚度為120mm以上厚度壓力淬火能力。鞍鋼5500mm軋機配套壓力淬火機的能力為150mm，極限可達(dá)180mm，武鋼3800m軋機和寶鋼5000mm軋機熱處理能力為120mm，極限可達(dá)150mm。有的鋼廠試圖通過淬火池實現(xiàn)120mm以上齒條鋼熱處理，但該方法難以保證其心部力學(xué)性能和Z向性能。四、我國主要鋼廠生產(chǎn)海洋工程用鋼的生產(chǎn)能力（單位：萬噸）鋼廠船板產(chǎn)量海工用鋼產(chǎn)量主要生產(chǎn)設(shè)備、軋機類型認(rèn)證級別鞍鋼172.5959.82500、4300、5500 mmFH550新鋼140.0959.622800、3800mmFH40寶鋼136.7872.414300、5000mmFH36南鋼101,3237.