人類的海洋油氣鉆采活動(dòng)已經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)。人們以極大的勇氣和智慧，開發(fā)并研制了形式與功能各異的海洋油氣鉆采裝置（平臺），海洋油氣勘探與鉆采活動(dòng)范圍由大陸架、大陸坡延伸到深海。

人們?yōu)槭裁刺貏e關(guān)注海洋油氣產(chǎn)業(yè)？一是因?yàn)楹Ｑ笥蜌赓Y源不僅是工業(yè)國家的重要能源，還能帶來豐厚的利潤；二是因?yàn)楹Ｑ笥蜌鈨α亢艽?。在眾多海洋工程產(chǎn)業(yè)中，海洋油氣產(chǎn)業(yè)居海洋產(chǎn)業(yè)之首，占比達(dá)25%以上。

現(xiàn)在人們常說的海洋工程，主要限于以下3個(gè)方面：一是海洋油氣產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)的海洋油氣鉆采裝置（平臺），二是配套設(shè)備———水上和水下的生產(chǎn)設(shè)備/系統(tǒng)，三是海洋工程船（簡稱OSV，屬海洋油氣田開發(fā)的輔助配套船舶）。其中，海洋油氣鉆采裝置是海洋工程的重要標(biāo)志。

海洋油氣鉆采裝置載體用鋼品種雜

典型的海洋油氣鉆采裝置（平臺）按照適用環(huán)境分淺水和深水兩大部分。

淺水中的鉆采裝置主要有座底式平臺（簡稱BSP）、固定式平臺（簡稱F-P）、自升式平臺（簡稱UP）、浮式生產(chǎn)儲卸裝置（簡稱FPSO）、淺水半潛式平臺（簡稱SSS）、淺水鉆井船（簡稱SDS）、海底采油樹（簡稱SPT）。

深水中的鉆采裝置主要有浮式生產(chǎn)儲卸裝置（簡稱FPSO）、半潛式平臺（簡稱DSS）、張力腿平臺（簡稱TLP）、豎筒式平臺（簡稱SPAR）、順應(yīng)式樁塔（簡稱CPT）、深水鉆井船（簡稱DDS）、海底采油樹（簡稱SPT）。

海洋環(huán)境千變?nèi)f化，海洋油氣鉆采裝置的設(shè)計(jì)、建造、安裝、調(diào)試、運(yùn)營、管理等技術(shù)復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，質(zhì)量要求嚴(yán)格，耗資巨大，有的投資達(dá)到數(shù)十億元人民幣。為了確保載體安全可靠，避免惡性事故的發(fā)生，選用合適的載體材料，解決好結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件尺度、相互連接和工藝等問題非常重要。其中，鋼材是制造海洋油氣鉆采裝置載體最理想的金屬材料。

海洋油氣鉆采裝置的載體都是由鋼鐵板材、型材構(gòu)成，其空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜。鋼材的選用涉及構(gòu)件類型、受力特征、使用部位、環(huán)境溫度、構(gòu)件參數(shù)、使用性能、生產(chǎn)工藝、制造工藝、成本等因素。海洋油氣鉆采裝置用鋼材的具體規(guī)格與等級要根據(jù)船級社或國際標(biāo)準(zhǔn)要求加以確定，要求選擇強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)合適的微合金化鋼材。海洋油氣鉆采裝置可以采用同一鋼種、不同級別的鋼材，也可以使用不同強(qiáng)度的不同鋼種。

所以，海洋油氣鉆采裝置載體用鋼的特點(diǎn)是：品種雜、規(guī)格多。鋼廠除了要出具產(chǎn)品合格證書（包括鋼材產(chǎn)品的爐批號及其性能指標(biāo)）外，在具體的鋼材產(chǎn)品上還要提供編碼記號（船級社的鋼印、鋼級、尺寸規(guī)格等）。

海洋鉆采裝置用鋼量大質(zhì)量要求高

出于功能需要，海洋工程中的半潛式鉆井平臺要求使用100%的微合金化高強(qiáng)度鋼材，我國對海洋油氣鉆采領(lǐng)域所需的微合金化特殊鋼材的年需求量可達(dá)數(shù)千萬噸。海洋油氣鉆采裝置生產(chǎn)廠與鋼廠之間關(guān)系非常密切，存在著相互依賴、相互促進(jìn)的關(guān)系。海洋油氣鉆采業(yè)用鋼材，如果絕大部分能從國內(nèi)鋼廠采購，則可進(jìn)一步促進(jìn)我國材料業(yè)的發(fā)展，對國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義。因此，我們有足夠的理由重視海洋油氣鉆采裝置用微合金化鋼的研發(fā)和生產(chǎn)。

海洋油氣鉆采裝置對材料的基本要求是：能有效地進(jìn)行冷（熱）加工、裝配、焊接，確保載體的安全可靠，以保證各種功能的最大發(fā)揮。海洋油氣鉆采業(yè)常將鋼材分為低碳鋼、微合金化高強(qiáng)度鋼、微合金化甚高強(qiáng)度鋼、微合金化特殊鋼和微合金化鑄鋼五大類。

低碳鋼是海洋油氣鉆采業(yè)用的最基本材料，都是按我國冶標(biāo)YB《造船用碳素鋼及普通低合金鋼技術(shù)條件》生產(chǎn)的鎮(zhèn)靜鋼，通常以熱軋狀態(tài)供應(yīng)。海洋油氣鉆采業(yè)還規(guī)定了更低溫度沖擊值的E級鋼。微合金化高強(qiáng)度鋼廣泛應(yīng)用于大（超）型船舶和海洋工程，其鋼級包括16Mn、16MnC、15MnTi、15MnTiC、14MnVTiXtC等。微合金化高強(qiáng)度鋼和微合金化特殊鋼同樣受到海洋油氣鉆采設(shè)計(jì)師的關(guān)注，其用量雖然相對較少，但必不可少。微合金化甚高強(qiáng)度鋼是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的高強(qiáng)度鋼，海洋油氣鉆采業(yè)用微合金化甚高強(qiáng)度鋼的最小屈服強(qiáng)度在315兆帕~390兆帕范圍內(nèi)。

海洋油氣鉆采裝置用特殊鋼品種繁多

海洋油氣鉆采裝置用微合金化特殊鋼主要有低溫鋼、耐腐蝕鋼、抗層狀撕裂鋼、抗焊接裂紋鋼和高強(qiáng)度鑄鋼、低磁鋼等。

微合金化低溫鋼一般是指工作溫度在-20℃~-269℃的微合金化低合金高強(qiáng)度鋼。目前，我國的低溫鋼分為-40℃、-70℃、-90℃、-120℃、-196℃和-253℃共6個(gè)溫度等級，微合金化低溫鋼的鋼號有0116MnR、09Mn2VR、09MnTiCuRe、06MnNb、06AlN6NuN、20MN23Al、15Mn26Al。值得注意的是，液化天然氣（LNG）船用的材料是特殊的微合金化超低溫鋼。

由于海洋油氣鉆采裝置載體長期不進(jìn)塢維修，其對防腐蝕性能的要求相當(dāng)高。通常，技術(shù)人員在載體鋼結(jié)構(gòu)上采取涂油漆、外加電流或電化學(xué)方式的保護(hù)措施。盡管如此，鋼材本身仍然要有良好的抗腐蝕性能。微合金化耐大氣腐蝕鋼最早的品種有美國鉻-銅-磷鋼，其含碳≤0.12%，耐腐蝕性為普通碳鋼的5~8倍。在此基礎(chǔ)上，科技工作者又研發(fā)了鉻-銅-釩鋼，這類鋼會在表面形成一層致密而附著力強(qiáng)的銹層，阻止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展，可以在無保護(hù)涂層時(shí)使用；當(dāng)這類鋼被涂漆使用時(shí)，涂層與鋼材附著力強(qiáng)，耐腐蝕性比碳鋼強(qiáng)很多。此外，法國科技工作者研發(fā)了鉻-鋁系耐大氣腐蝕鋼，英國和德國也都有專用的耐大氣腐蝕鋼。目前國外發(fā)展這類鋼的趨勢是力求發(fā)展銹層性能穩(wěn)定、不涂漆直接使用的低合金鋼。我國發(fā)展了錳-銅系和銅-硼系列的微合金化耐大氣腐蝕鋼，這類鋼號有09MnCuPTi、10MnSiCu、10MnPNbRe、16MnCu、10PcuRe等。在微合金化耐海水腐蝕鋼的研發(fā)中，我國開發(fā)過的鋼種有10MnCu、10MnPN6Re、10CrMoAl、15NiCuP等。

海洋工程中一些構(gòu)件截面很大，構(gòu)造上又存在較多的T形、K形、十字形接頭，以方便用于甲板的連接、導(dǎo)管架節(jié)點(diǎn)等。其在厚度方向（Z向）承受著拉應(yīng)力，容易在厚度方向出現(xiàn)剝離性的焊接裂紋，一般被稱為層狀撕裂。調(diào)查結(jié)果表明，層狀撕裂與含硫量有極大關(guān)系。所以，抗層狀撕鋼的含硫量都控制在0.20%以下。

我國微合金化鋼材在海洋工程中大有作為

在全球經(jīng)濟(jì)一體化和市場競爭日益激烈的趨勢下，我國微合金化鋼材生產(chǎn)必定能在海洋油氣鉆采裝置制造領(lǐng)域大有作為。望供需雙方今后在理順體系、溝通需求、重點(diǎn)突破、貼近工程方面進(jìn)一步加強(qiáng)合作。

第一，理順體系。建議在上級有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下，鋼鐵企業(yè)加強(qiáng)資金投入，有序地組織人力，根據(jù)產(chǎn)品功能特點(diǎn)與現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)，審視已有的材料體系，進(jìn)一步理順、修訂與增補(bǔ)產(chǎn)品規(guī)格，盡快建立與國際接軌的相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

第二，溝通需求。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)應(yīng)把海洋用鋼列為主要經(jīng)營方向之一，跟蹤海洋用鋼市場，做好銷售服務(wù)，采取必要的措施加強(qiáng)與客戶之間的溝通。

第三，重點(diǎn)突破。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)對目前尚不能生產(chǎn)的海洋油氣鉆采裝置制造領(lǐng)域用鋼材（包括焊接材料與工藝），應(yīng)盡快立項(xiàng)，爭取國家與地方的產(chǎn)業(yè)政策支持，進(jìn)行必要的前瞻性研究與開發(fā)，重點(diǎn)突破鋼材耐蝕性能和超低溫性能的研究。

第四，貼近工程。鋼鐵企業(yè)應(yīng)有針對性地尋找與造船界、石油界的特定工程項(xiàng)目的合作機(jī)會，制訂具體規(guī)劃，以點(diǎn)帶面。

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