课堂 | 宝钢海洋工程用钢的特点及应用案例

      随着全球经济的复苏和不断增长,石油消费需求不断增加,为世界石油工业带来巨大的发展机遇,同时也促进了全球油气勘探与开发利用。海洋油气成为重要能源，海洋油气开发利用为海洋油气工程装备的发展提供了巨大机遇，海洋油气工程装备已经成为造船业利润的新增长点。

     海上采油设备主要有FPSO、TLP、SPAR等，它们与主要钻井设备（如自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船等）一样，也是当前各国开采海洋油气的主要装备。随着生产和技术的不断发展，这些海洋工程装备也逐渐向大型化、深水化方向发展。建造这些海洋工程装备所需要的强度等级、韧性等级及厚度、尺寸精度要求不断提高。

 目前，宝钢每年有50万吨以上的船板及海洋平台用钢，品种涵盖了一般强度等级及高强度、高韧性等级，厚度规格6mm~178mm，采用普通轧制AR、正火、TMCP/TM、调质等不同方式生产，为国内外重大工程如30万吨超大型油轮21000标准箱集装箱船、海洋FPSO 981、400英尺自升式海洋平台、半潜式海洋平台及海底管线等工程供货。批量产品在性能稳定性、板形及表面质量方面不仅全面满足用户的使用要求，而且各项指标达到国际先进水平。

　　由于海洋工程用钢的特殊性，用户建造海洋平台等装备所需要的钢往往覆盖了船标、ASTM标准、API规范、EN规范等。其中船标以各大船级社规范中的D36、E36及F级别、EQ系列等厚规格高强度钢为主；ASTM规范中的A517Q、A514Q等经常用于制造自升式海洋平台桩腿用；以欧洲EN标准中的EN10225钢在海洋结构、海洋风电项目中应用的最为广泛；美国石油协会的API规范中的API 2W、2Y、2Z钢在海洋平台建造中得以应用。

    为了满足海洋工程用钢的多标准、多品种、多规格的需求，宝钢海洋工程用钢具有产品系列化、规格覆盖广的特点。厚度最薄6mm，最厚达到178mm，屈服强度级别在40KG~70KG，冲击韧性达到-60oC的高强度厚板钢，产品可以采用正火、TMCP、调质等工艺生产，满足各类标准规范要求。

 同时，宝钢生产的海洋工程用钢产品具有高的尺寸精度，钢板厚度同板差≤0.5mm，船舶及海工产品厚度正公差增重量≤1.5%。通过计算机自动组板、控制切割，钢板厚度可按0.1mm进级，长度、宽度可按1mm进级，提高用户的材料利用率；同时具有严格的板形，钢板不平度≤2mm/m，5mm/全长。产品在板形、表面质量、力学性能、精度要求等方面达到国际先进水平

　　船板及海洋工程用钢作为宝钢宽厚板产品中的一项战略产品，其产品得到多家船级社的认可和各种规范标准的认可，可以生产船标、ASTM、API、EN规范要求的各种船板和海洋平台用钢。通过不断的研究、生产、应用，已经累计生产船舶及海洋工程用厚板超过400万吨。已经为国内外船厂和海洋平台提供钢板，其生产水平和实物水平均得到迅速提高。宝钢研制开发的海洋平台用钢在国内外重要工程中得到成功的应用，其中包括30万吨FPSO浮式储油轮、21000TEU集装箱船、LNG(液化天然气船)、LPG(液化石油气船)、30万吨VLCC超大型油轮、大型散货船、海底管线、自升式海洋平台及半潜式海洋平台等标志性工程。宝钢通过研制生产高强度、高韧性、厚规格、特殊性能要求的海洋工程用钢板，掌握了海洋工程钢板的特殊特性和关键工艺控制技术，在生产制造方面也积累了丰富的经验。

（1）API系列产品的典型应用

　　API系列产品占宝钢船舶及海洋工程用钢的约7%，用正火工艺生产的API 2W 50钢板最大厚度为80mm，具体性能见表1、2、3所示。采用B×B的试样进行焊接接头的CTOD试验。结果表明宝钢生产的API 2W-50厚板完全满足规范标准的要求，并具有优良的焊接接头性能。

　2012年，宝钢为PETROBRAS(GUARA AND LULA-NE Project)项目提供了4233吨、厚度规格为16~51mm的API 2W-50（Z）的海洋平台用钢板，用于制造浮箱和基座。

（2）ASTM系列产品的典型应用

　　ASTM标准中的A517Q/A514Q高强度焊接结构板在自升式海洋平台中应用，主要用于制造平台桩腿中的齿条及半圆板。高强度ASTM系列产品占宝钢船舶及海洋工程用钢约3%，表4、表5、表6为宝钢生产的A517Q（M）厚钢板的化学成分及力学、焊接性能。可见，根据规范标准的要求，宝钢采用连铸坯生产的最大厚度为88mm及模铸坯生产的最大厚度为178mm A517Q钢不仅具有高的强度及优良低温冲击韧性，而且表现出良好的焊接性能。

    2009年，宝钢为中海油200英尺自升式海洋平923、924台提供1500吨、厚度为127~152.4mm的A517Q厚板，用于制造桩腿齿条。

2011年，宝钢为渤海装备辽河重工300英尺自升式海洋平台提供127、152.4mm厚A517Q钢987吨用于制造桩腿齿条。 

    2013年，为宝钢为渤海装备辽河重工400英尺自升式海洋平台提供86.5mm厚A517Q钢1284吨用于制造桩腿半圆板。

    2013年开始，为大连船舶重工300英尺、350英尺、400英尺自升式海洋平台提供27~86mm厚A517Q（EQ70），用于制造桩腿半圆板。　　

（3）EN系列产品的典型应用

    EN规范中的EN10225在海洋平台中应用最广泛，EN系列产品占宝钢船舶及海洋工程用钢的2%。表7、表8是宝钢生产的厚度为63.5mm的EN10225 S355G10+M产品的实物性能。

　2012年，宝钢为TOTAL(OFON 2 Project)项目的固定式海洋平台提供了厚度范围为20~63.5mm，级别分别为S355KT-40/P、S355KT-20、S355KL+20厚板1400吨，产品质量及工程实绩得到业主的认可，这也是宝钢在国际海洋工程项目中取得的重要业绩。

（4）船标EQ系列产品的典型应用

　　船标中的DH36~FH40也经常应用在海洋工程中，船标系列钢占海洋工程用钢的80%，但船标中的EQ系列高强度板是海洋工程中应用等级较高、用量较大的产品系列，从EQ43~EQ70系列产品占宝钢船舶及海洋工程用钢的10%,采用调质工艺生产的EQ70钢板最大厚度为178mm。表9、表10表11是宝钢生产的50~88mm厚EQ63及EQ70钢板的性能。可以看出，采用调质工艺生产的钢具有稳定的低温冲击韧性及高的强度，同时具有优良的焊接性能，满足海洋平台用钢的严格要求。

  2011~2012年，宝钢为新加坡胜科海事400英尺自升式海洋平台提供了厚度范围为8~80mm，级别分别为AQ51、DQ51、EQ51、EQ56、EQ63厚板4600吨厚板。

    2011~2013年，宝钢为烟台中集来福士300、400英尺自升式海洋平台提供了厚度范围为12~80mm，级别分别为AQ51、DQ51、EQ51、EQ56、EQ63厚板4600吨；

    2011~2013宝钢为振华重工300英尺自升式海洋平台提供了厚度范围为10~80mm，级别分别为EQ47、EQ56、EQ63、EQ70 2600吨厚板；

    2011~2013宝钢为招商局重工的350/400英尺自升式海洋平台提供了厚度范围为12~160mm，级别分别为EQ51、EQ70 9000吨厚板。宝钢也在利用在高强度特厚板高精度板形、稳定的性能质量优势扩大EQ系列钢在海洋平台中的应用。

    2016年，宝钢为中集来福士建造的全球最大超深水双钻塔半潜式钻井平台“蓝鲸一号”提供了39%的钢材及高强度等级海洋工程用钢。（来源：知钢）

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