海洋工程装备用钢

1、海洋工程装备用钢一、海洋工程用钢的种类和概述海洋工程用钢主要种类可分为：海洋平台、海洋风力发电、海底油气管线用钢三类。       1.海洋平台用钢      1.1特点      海洋平台是在海洋上进行作业的特殊场所。海洋平台服役期比船舶类高50%，采用得钢板必须具有高强度 、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等。主要分为钻井平台和生产平台两大类。      1.2 种类

2、60;     目前国际海洋平台用钢主要级别为355，420，460MPa，      355级主要牌号：En10225的S355、API的API2H-50、BS7191的350EM、船标的E36；      420级主要牌号：En10225的S420、API的API2Y-60、船标的E40、E420；      460级主要牌号：En10225的S460、船标的E460。   

3、;   我国尚无专用的海洋平台用钢标准，采用国外标准。EH36以下平台用钢基本实现国产化，占平台用钢量的 90%，但关键部位所用大厚度、高强度钢材仍依赖进口。随着我国海洋开发的不断发展，对海洋平台用钢的需求 量不断扩大，当前总用钢量在300万t以上。      2海洋风力发电用钢      2.1特点      要经受风、浪、流的作用外，还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力作用，此外对结构防腐、高应力区 结构型式以及焊接工艺等

4、提出了更高要求，此外考虑强度需要采用Z形钢材、大厚度板材和管线。      2.2市场     我国大陆架浅海海域广阔，海上风力资源丰富，海上风电场的建设比陆地风电场假设广阔，估计2010到2015年约形成600亿左右的风电设备市场。      3海底油气管线用钢      3.1特点      海洋资源特别是油气资源的开发，海底管线的重要性得到凸显，恶劣的

5、海洋环境对海底管线提出了比陆地 管线更高的质量要求，要求钢管高的横向强度、纵向强度、高低温止裂韧性、良好焊接性、抗大应变性能、另外 还有要求抗H2S腐蚀。      3.2种类      国际上各国都执行美国协会的API标准，按照API标准，国际上广泛采用的管线用钢为X42-X80的焊接高强 度钢。国内每年需建设原油管线6000km，至少需要17万t的海底管线钢。如果国内南海油气资源大规模开发，则 需要的管线钢数量将大幅度上升。二、海洋工程用钢需求现状及前景分析工业与市场海洋工程用钢应用及需求现

6、状海洋工程装备主要用于海上油气的钻探、开发以及相关配套产品开发，具有高技术、高投入、高附加值和高风险等特点，对产品的可靠性和安全性要求很高，近年来已成为各国政府重点扶持发展的战略产业和造船企业竞相竞争的高端领域。由于海洋工程装备是在苛刻的腐蚀性环境下使用的大型工程结构件，其水下部分结构长期受到海水及海生物的侵蚀，因此对耐低温和耐腐蚀性要求较高。目前，海洋工程用钢根据其作业类型和特点主要可以分为海洋平台用钢、海洋能源设备用钢和海底油气管线用钢三大类，根据结构类型和服役条件选用不同强度级别的钢材，其中主要以低碳钢和高强度船体用结构钢为主。 1、海洋平台用钢据了解，钻井平台代表的海工装备中钢材占据总

7、成本的比例约为1/41/3。海洋特殊的环境对钢材提出了苛刻的条件，使其制造成本和售价都大大高于普通钢材。海洋平台用钢海洋平台是在海洋上进行作业的特殊场所,主要用于海上油气的钻探和开发，其中钻探设施主要包括自升式钻井平台和半潜式钻井平台,开采设施主要包括固定式导管架平台、顺应塔平台、张力腿平台、立柱式平台以及浮式生产储油装置等。由于海洋平台服役期比船舶类高50%，采用的钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等，目前国际海洋平台用钢主要级别为屈服强度355 MPa，420MPa，460MPa。目前我国EH36（屈服强度355 MPa）以下平台用钢基本实现国产化，占

8、平台用钢量的90%，但关键部位所用大厚度、高强度钢材仍依赖进口。随着我国海洋开发的不断发展，对海洋平台用钢的需求量不断扩大，当前海洋平台用钢年需求总量在300万吨以上。2.海洋能源设备用钢 海洋能源设备主要是利用潮汐、海流、波浪及海水温差进行电力能源开发，由于要经受风、浪、流的作用外，还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力作用，对结构防腐、焊接工艺等提出了更高要求，一般采用高强度Z形钢材、大厚度板材和管线钢等。鉴于我国大陆架浅海海域广海洋工程用钢需求现状及前景分析唐学生席卷全球的金融危机对我国造船工业的发展造成强烈冲击，船舶工业产能过剩、重复投资、高端产品竞争力不强的问题日益凸显，为应对我国造船

9、工业面临的危机，振兴行业发展，国家相继出台行业调整振兴规划及实施细则等相关措施，明确提出要加大培育高附加值、高技术含量产品的研发，特别是要大力发展海洋工程装备制造业，强化海洋工程产品的自主研发及生产能力。目前，海洋工程装备制造行业正成为造船工业新的利润增长点，众多船舶企业开始向海洋工程产品转型，由此，与之相配套的海洋工程用钢的研发与生产成为众多船用钢材生产及流通企业关注的焦点。 船舶物资与市场工业与市场阔，海上风力资源丰富，海上风电场的建设比陆地风电场建设前景更为广阔，估计2010到2015年我国将形成600亿左右的风电设备市场，年用钢量将在100万吨以上。3.海底油气管线用钢海底油气管线设备

10、是指海底油气资源开采后的输送装备，由于海洋环境的恶劣性，海底管线用钢对质量稳定、产品性能提出了比陆地管线更高的要求，普遍要求钢管具有很高的横向强度、纵向强度、高低温止裂韧性、良好焊接性、抗大应变性能，另外还有要求较高的抗海水腐蚀性能，目前国际上广泛采用API X42-X80的高强度管线钢。根据规划2010-2015年我国每年需建设原油管线6000千米，其中海底管线所占比重日益增加，如果国家加大对南海油气资源大规模开发，则需要的海底管线钢数量将进一步大幅度上升。因此，初步预计今后几年我国每年至少需要2025万吨左右的海底管线钢。我国海洋工程用钢生产状况近年来，受我国造船完工量持续上升的拉动，我国

11、船用钢材的产量也急剧攀升，并实现了从大量进口到大量出口的转变，随着船板产能过剩局面愈演愈烈，市场竞争力越来越低，多数钢厂开始积极调整产品结构，加大海洋工程装备用钢的技术投入与研发、生产力度，向海洋工程用钢领域进军，但是由于海洋工程装备是在苛刻的腐蚀性环境条件下使用，对耐低温、耐海水和耐大气腐蚀性以及焊接性能要求很高，目前在国内海洋工程用钢领域处于领跑地位的钢企并不多，主要为宝钢、鞍钢、新余、舞钢、南钢、湘钢、济钢等，其它大部分钢厂产品并不能达到厚度和强度的要求，如海洋工程股份有限公司正式供应商仅有宝钢、鞍钢、湘钢、舞钢、济钢五家钢厂。3、 制约我国海工用钢的因素 海洋平台用钢的强度级别均为不低

12、于36KG级，钢板主要为36kg级，少量为40kg级和极少量的超高强度船板。要求的钢板最高屈服强度为690MPA，用于作业水深较深的自升式平台的桩腿。550MPA以上强度级别的钢板均由日本和美国进口。 海洋平台用钢的质量等级分为D、E、F级。根据服役环境的不同，质量等级D、E级为主，（用量均超过1万T），单座平台F36钢板的使用量最高达到了2000T以上。 海洋平台用钢板宽度规格一般为3000-4000mm，厚度规格一般在100mm以下。其中厚度为10-40mm的钢板用量均占60%，厚度为40-60mm的钢板用量约占30%，厚度为60mm以上及10mm一下的钢板用量约占10%。 我国生产的某些

13、钢种的化学成分和机械力学性能可与国外先进国家的媲美，但耐海水腐蚀性能较差1、 从海洋用钢来看，宜发展低温、耐腐蚀中厚度钢板。 一般情况，低温时钢板强度略有提高，但韧性和塑性却降低很多，因此可以加入少量合金元素固溶强化基体、细化晶粒或通过热处理的手段细化晶粒来降低低温脆性问题。耐大气腐蚀刚和耐海水腐蚀刚的生产、国内特厚钢板厚度是制约国内海洋平台用钢的瓶颈。2、 我国的含铜钢在各种大气条件下的耐腐蚀性能均较好，CU-P钢在潮湿气候条件下，其耐腐蚀性能又比含铜钢有较大提高，当铜、磷、钛和稀土元素共存时，钢的耐腐蚀性能更好。含铜钢对油漆吸附力强，因此在有涂层是，耐腐蚀性能可进一步提高，寿命可进一步延长

14、。由于含铜钢碳含量较低，因而有良好的塑性和可焊性。 国内特厚钢板生产存在坯料、轧机开口度和热处理3个瓶颈。 坯料问题：自升式钻井平台桩腿升降用的齿条钢坯料单重需要40-50T，厚度需在400-600mm，而国内模铸的最大铸锭为15T左右，连铸坯最大厚度为330mm，未达到齿条钢坯料的要求。通过增加立式连铸机、板坯点渣重熔生产线或大锭型模铸生产线可生产齿条钢坯料。其中，宝钢和武钢已有增加立式连铸机的规划，2013年后可能具备生产条件，连铸坯厚度可达600mm，鞍钢和武钢的板坯点渣重熔生产线已基本具备生产条件，板坯厚度为800mm左右，除宝钢和武钢外，国内其他钢厂均不具备大锭型模铸的生产条件。 轧

15、机开口度问题：生产满足齿条钢坯料的特厚板的轧机开口度需在600mm以上，而多数钢厂的轧机开口度小于400mm，鞍钢的轧机开口度可达1000mm，最大板宽可达4500mm，武钢的轧机开口度可达800mm，最大板宽可达3500mm。 热处理问题：生产特厚板轧机需具备厚度为120mm以上厚度压力淬火能力。鞍钢5500mm轧机配套压力淬火机的能力为150mm，极限可达180mm，武钢3800m轧机和宝钢5000mm轧机热处理能力为120mm，极限可达150mm。有的钢厂试图通过淬火池实现120mm以上齿条钢热处理，但该方法难以保证其心部力学性能和Z向性能。四、我国主要钢厂生产海洋工程用钢的生产能力（单位：万吨）钢厂船板产量海工用钢产量主要生产设备、轧机类型认证级别鞍钢172.5959.82500、4300、5500 mmFH550新钢140.0959.622800、3800mmFH40宝钢136.7872.414300、5000mmFH36南钢101,3237.