近日,我國擁有完全自主知識產權的全球首艘2300TEU(標準箱級)雙燃料動力集裝箱船命名交付。這是近年來我國取得的多個全球首次之一。從國內首次到全球首次,我國船舶海工行業獲得快速發展。
在這背後,少不了鋼鐵的默默支撐。無論是在船舶航行、海洋油氣開采、深海鑽采集輸,還是極地科研探險上,從淺水到深水,從近海到遠海,鋼材在助力我國海洋經濟發展中都發揮著重要作用。
造更快更好的船舶
在船舶用鋼方麵,據業內專家介紹,鋼材主要用於船舶船體、貨艙、管係(包括泵和閥)和部分船舶裝飾等的建造。除了用於建造常規船舶,鋼材在各種如LNG(液化天然氣)船、大型油船、大型集裝箱船、化學品船等特殊船舶的建造上也發揮著重要作用。
近年來,2萬標準箱級以上集裝箱船頻繁出現,大有向3wanbiaozhunxiangjichaojijizhuangxiangchuanfazhandequshi。youguanziliaoxianshi,chuanbodaxinghuadefazhanqushidailailechuantijiegoushoulizhuangtaidegaibian,shidechuantijiegouzhongdecangkouweidingban、腹板及上甲邊板、舷頂列板和某些如艙口角隅等局部區域處於高應力水平,對船體用鋼提出了高強度、高剛度的要求,帶動了高強度、高韌性止裂鋼的發展。目前,我國已成功開發出90毫米、100毫米厚止裂鋼,鋼材性能也在不斷提升。
LNG船被稱為“海上超級冷凍車”,服役環境在零下163攝氏度的極低溫,這就要求LNG儲罐用鋼必須具備耐低溫性能,往往采用殷瓦鋼或9Ni鋼。在LNG船上,厚度為0.7haomideyinwagangjiweijiaogui,hanjieyichangkunnan,erqieyonglianghenda,zhenggeyehuocangyouduogexiaokuaiyinwagangbanpinjieercheng。muqian,guojishangyijingzaidiwenganglingyuxingchengle0.5Ni鋼、2.5Ni鋼、3.5Ni鋼、5Ni鋼、9Ni鋼等完整的鎳鋼係列,我國也先後研製出了較為成熟的3.5Ni鋼、5Ni鋼和9Ni鋼,並成功應用於低溫運輸船的建造。
化學品船主要用於運送各種有毒的、易燃的、易yi揮hui發fa或huo有you腐fu蝕shi性xing的de化hua學xue物wu質zhi,因yin此ci其qi貨huo艙cang內nei壁bi和he管guan係xi需xu使shi用yong不bu鏽xiu鋼gang或huo噴pen塗tu耐nai腐fu蝕shi材cai料liao。使shi用yong耐nai腐fu蝕shi塗tu層ceng的de貨huo艙cang由you於yu不bu同tong塗tu層ceng對dui不bu同tong化hua學xue品pin適shi應ying性xing不bu同tong,限xian製zhi了le化hua學xue品pin運yun輸shu種zhong類lei(硝酸銨溶液、甲酸等化學品目前因找不到合適的塗層需使用不鏽鋼製造的貨艙),再加上塗層容易受損、xuhouxuweihu,shidejinnianlaishejijianzaodehuaxuepinchuanduocaiyongbuxiuganghuobuxiugangfuhebanzhizaodehuocang,shenzhiquanbucaiyongbuxiuganghuocang。muqian,jianzaodaiyoubuxiuganghuocangdehuaxuepinchuanduizhizaojishuyaoqiuhengao,shejiruhechulibuxiugang、低碳鋼等不同鋼材之間強度差異、解決不鏽鋼與低碳鋼之間焊接等問題。
此外,2010年,國際海事組織(IMO)海上委員會第87屆會議通過了《原油船貨油艙替代防腐措施性能標準》,強製性要求5000zaizhongdunyishangdedaxingyouchuanhuoyoucangjunxutucengbaohuhuocaiyongnaishigangjianzao,tuidonglewoguoyouchuanyongnaishigangyanzhiheyingyongdekuaisufazhan。muqian,guochannaishigangxingnengyidadaoshijielingxianshuiping,kemanzudaguimoyingyongyaoqiu。
建更穩更強的海洋平台
在海洋平台用鋼方麵,鋼材也同樣起到重要支撐作用。由於海洋平台長期浸泡在海水中,還需要經受風暴、海浪、冰川等各種惡劣海況的考驗,因此,海洋平台用鋼不但要求具有高強度,還需具備良好的抗腐蝕性、低溫韌性和抗層狀撕裂性能等。
當前,世界各國的海洋平台用鋼從強度上分為軟鋼、中zhong高gao強qiang鋼gang和he高gao強qiang度du鋼gang,同tong時shi考kao慮lv到dao海hai洋yang平ping台tai構gou件jian的de穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing,不bu同tong強qiang度du的de鋼gang材cai需xu滿man足zu不bu同tong屈qu強qiang比bi。此ci外wai,在zai海hai洋yang平ping台tai上shang因yin使shi用yong部bu位wei不bu同tong,對dui鋼gang板ban的de厚hou度du要yao求qiu也ye不bu同tong。
近10多(duo)年(nian)來(lai),國(guo)產(chan)海(hai)洋(yang)平(ping)台(tai)用(yong)鋼(gang)在(zai)我(wo)國(guo)海(hai)洋(yang)石(shi)油(you)工(gong)程(cheng)中(zhong)開(kai)始(shi)被(bei)廣(guang)泛(fan)采(cai)用(yong),海(hai)洋(yang)平(ping)台(tai)用(yong)鋼(gang)逐(zhu)步(bu)向(xiang)高(gao)強(qiang)度(du)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。有(you)關(guan)資(zi)料(liao)顯(xian)示(shi),自(zi)升(sheng)式(shi)平(ping)台(tai)的(de)樁(zhuang)腿(tui)、樁靴、懸(xuan)臂(bi)梁(liang)等(deng)關(guan)鍵(jian)部(bu)位(wei)載(zai)荷(he)要(yao)求(qiu)高(gao),且(qie)為(wei)了(le)提(ti)高(gao)船(chuan)體(ti)上(shang)浮(fu)後(hou)拖(tuo)航(hang)時(shi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing),需(xu)做(zuo)到(dao)輕(qing)量(liang)化(hua),要(yao)求(qiu)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)板(ban)。其(qi)中(zhong),對(dui)自(zi)升(sheng)式(shi)鑽(zuan)井(jing)平(ping)台(tai)用(yong)齒(chi)條(tiao)鋼(gang)提(ti)出(chu)了(le)大(da)厚(hou)度(du)、高強度、高韌性的發展要求。然而,隨著齒條鋼厚度的增加,截麵厚度方向上組織、性能差異增大,提高特厚齒條鋼的淬透性成為這類產品開發的難點。目前,我國已成功開發出D40、E40等高強高韌性海洋工程用結構鋼板,E550等調質型超高強海洋平台用鋼,API 2W Gr50等TPCP型平台鋼,DH36-Z35等海洋石油平台鋼板,SM490、SM400係列海洋石油平台用H型鋼等,基本形成了海洋平台用高強鋼的係列化。
係(xi)泊(bo)鏈(lian)是(shi)在(zai)海(hai)麵(mian)設(she)施(shi)與(yu)海(hai)床(chuang)之(zhi)間(jian)起(qi)連(lian)接(jie)及(ji)固(gu)定(ding)作(zuo)用(yong)的(de)鏈(lian)條(tiao),用(yong)來(lai)保(bao)證(zheng)船(chuan)體(ti)或(huo)浮(fu)式(shi)平(ping)台(tai)停(ting)留(liu)在(zai)所(suo)需(xu)水(shui)位(wei)。係(xi)泊(bo)鏈(lian)長(chang)期(qi)浸(jin)泡(pao)在(zai)海(hai)水(shui)中(zhong),服(fu)役(yi)環(huan)境(jing)惡(e)劣(lie),因(yin)此(ci)其(qi)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)強(qiang)度(du)高(gao)、韌性好、耐海水腐蝕、抗疲勞、耐(nai)磨(mo)損(sun)等(deng)特(te)性(xing),而(er)且(qie)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)通(tong)常(chang)需(xu)將(jiang)其(qi)彎(wan)曲(qu)加(jia)工(gong)成(cheng)環(huan),因(yin)此(ci)還(hai)需(xu)具(ju)備(bei)良(liang)好(hao)的(de)冷(leng)彎(wan)及(ji)焊(han)接(jie)性(xing)能(neng)。目(mu)前(qian),我(wo)國(guo)已(yi)成(cheng)功(gong)研(yan)發(fa)出(chu)世(shi)界(jie)上(shang)首(shou)個(ge)最(zui)高(gao)強(qiang)度(du)等(deng)級(ji)的(de)R6係泊漣鋼,並實現應用,引領了最新一代海洋係泊鏈發展。
鋪設更深更廣的深海鑽采集輸係統
在深海鑽采集輸係統用鋼方麵,主要涉及隔水管、油套管、膨脹套管、鋼懸鏈立管、海底油氣輸送管道、鑽柱構件(鑽杆、鑽鋌、方鑽杆等)等用鋼需求。
海洋油氣田工程鑽采設備由於極其複雜的服役條件,選用鋼材需充分考慮到構件參數、受力特征、使用部位、環境溫度等因素,對材料性能要求極為苛刻,如鑽鋌材料需具備高強度、極低磁導率、強耐應力腐蝕破裂等性能,製備材料包括Cr-Ni不鏽鋼、Cr-Mn奧氏體不鏽鋼、蒙乃爾合金、SMFIwucigangdeng,duizhizaoyaoqiujiaogao。ciwai,youguanziliaoxianshi,zaishenhaiyancengzuancaizuoyezhong,suizhezuancaishenduzengjia,huanjingwendujiangdizhinijiangninggudian,duizuantoupohuailijida,yincixuyaoqijubeigaoqianggaorendelixuexingnenghenaihaiyanghuanjingfushixingneng。muqian,haiyangyouqitiangongchengzuancaishebeixuanyongdeweihejinhuategangzhuyaoyoudiwengang、耐腐蝕鋼、抗層狀撕裂鋼、抗焊接裂紋鋼、低磁鋼等。
立管是海洋油氣資源開發中必不可少的裝備,主要進行鑽探、導液、導泥和輸送油氣等。由於鋼懸鏈立管麵臨浪湧、海底黏土、冰載荷等複雜的服役條件,需要具備高的疲勞強度、大的塑性變形能力、優異的斷裂韌性等。目前,我國首個自主研發設計的6英寸鋼懸鏈立管於今年8月18日在我國首個深水自營大氣田陵水17-2項目順利完成鋪設。此前,陵水17-2項目海管鋪設采用了大量、多規格的國產管線鋼製造的超深水海底管,成功實現了1532米超深水作業,創造了我國海管鋪設新紀錄。
此外,海洋領域還涉及深海漁業、島礁基礎設施用鋼等,深海漁業用鋼主要是沿海地區海洋水產品養殖裝備、養殖工船等;島礁基礎設施用鋼主要是島礁配建防洪堤、碼頭、燈塔、雷達站、海上浮動核電站等基礎設施用鋼及配套材料。