海洋工程鋼管材料應(yīng)用的探討月日PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1海洋工程鋼管材料應(yīng)用的探討月日海洋工程鋼管材料應(yīng)用的探討月日祝賀上海鋼管行業(yè)協(xié)會(huì)成立十周年！祝賀上海鋼管行業(yè)協(xié)會(huì)成立十周年！感謝感謝“上海市金屬學(xué)會(huì)上海市金屬學(xué)會(huì)”提供這樣一個(gè)機(jī)會(huì)提供這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，與上海鋼管業(yè)界的人士探討，與上海鋼管業(yè)界的人士探討“海洋工程海洋工程”中中鋼管應(yīng)用的問題。鋼管應(yīng)用的問題。第1頁/共46頁講四個(gè)方面的內(nèi)容：講四個(gè)方面的內(nèi)容：一、一、“船舶與海洋工程船舶與海洋工程”鋼管產(chǎn)品的鋼管產(chǎn)品的主要用主要用戶戶二、二、“海洋工程海洋工程”中鋼管產(chǎn)品中鋼管產(chǎn)品應(yīng)用情況應(yīng)用情況三、鋼管三、鋼管材料的要求材料的要求四、一些四、一些想法想法第2頁/共46頁 一、一、主要用戶主

2、要用戶 目的：行業(yè)了解；目的：行業(yè)了解； 便于聯(lián)系。便于聯(lián)系。第3頁/共46頁用用 戶戶直接用戶直接用戶 間接用戶間接用戶業(yè)主業(yè)主租賃者租賃者設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)單位建造單位建造單位第4頁/共46頁造船格局造船格局中國船舶工業(yè)總公司中國船舶工業(yè)總公司1999年分成年分成中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司（南方公司）中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司（南方公司） 中國船舶重工集團(tuán)公司（北方公司）中國船舶重工集團(tuán)公司（北方公司）省、市、地方造船公司省、市、地方造船公司 民營公司民營公司合資公司合資公司 第5頁/共46頁南方公司南方公司北方公司北方公司造船企業(yè)造船企業(yè)上海外高橋造船有限公司上海外高橋造船有限公司*大連船舶重工大連船舶重

3、工*江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司青島北海重工青島北海重工*滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司渤海船舶重工渤海船舶重工上海船廠船舶有限公司上海船廠船舶有限公司*武昌船舶重工武昌船舶重工廣州中船龍穴船舶有限公司廣州中船龍穴船舶有限公司天津新港船舶重工天津新港船舶重工廣州黃埔造船（集團(tuán)）有限公司廣州黃埔造船（集團(tuán)）有限公司*山海關(guān)船廠山海關(guān)船廠設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)單位七八研究所七八研究所*中船重工船舶設(shè)計(jì)中船重工船舶設(shè)計(jì)研究中心有限公司研究中心有限公司*上海船舶設(shè)計(jì)研究院上海船舶設(shè)計(jì)研究院廣州船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院廣州船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院*注：有注：有

4、“*”者，有海洋工程設(shè)計(jì)與建造業(yè)績。者，有海洋工程設(shè)計(jì)與建造業(yè)績。南、北公司主要船廠與設(shè)計(jì)單位南、北公司主要船廠與設(shè)計(jì)單位 第6頁/共46頁 “世界造船金三角區(qū)世界造船金三角區(qū)” （連接日本瀨戶內(nèi)海與九州（連接日本瀨戶內(nèi)海與九州、韓國釜山、大連和上海）、韓國釜山、大連和上海） 造船總產(chǎn)量占世界造船總產(chǎn)量占世界75%以上以上 大連大連上海上海日本瀨戶內(nèi)海日本瀨戶內(nèi)海韓國釜山韓國釜山第7頁/共46頁第8頁/共46頁江蘇新世紀(jì)造船江蘇新世紀(jì)造船 地方造船公司（長三角地區(qū)）地方造船公司（長三角地區(qū)）江蘇熔盛重工集團(tuán)江蘇熔盛重工集團(tuán) 楊子江船廠楊子江船廠江蘇新時(shí)代造船江蘇新時(shí)代造船 江揚(yáng)船廠江揚(yáng)船廠金海

5、灣造船有限公司金海灣造船有限公司第9頁/共46頁上海京榮船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司上海京榮船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)公司（民營）（民營）上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司 上海船舶科技有限公司 第10頁/共46頁太平洋造船集團(tuán)南通聯(lián)合重工有限公司太平洋造船集團(tuán)南通聯(lián)合重工有限公司 設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)公司（合資）（合資）巴柏賽斯船舶科技（上海）有限公司巴柏賽斯船舶科技（上海）有限公司 上海臻元船舶科技有限公司上海臻元船舶科技有限公司 第11頁/共46頁煙臺(tái)萊佛士造船股份有限公司煙臺(tái)萊佛士造船股份有限公司 建造海洋工程企業(yè)建造海洋工程企業(yè)（除前面表列除前面表列5家）

6、家） 江蘇韓通船舶重工有限公司江蘇韓通船舶重工有限公司 南通、舟山、大連中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司南通、舟山、大連中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司 南通中遠(yuǎn)川琦船舶重工有限公司南通中遠(yuǎn)川琦船舶重工有限公司 宏華集團(tuán)有限公司啟東海洋裝備基地（正起步）宏華集團(tuán)有限公司啟東海洋裝備基地（正起步） 招商局重工（深圳）有限公司招商局重工（深圳）有限公司 第12頁/共46頁中海工業(yè)（上海長興）有限公司中海工業(yè)（上海長興）有限公司 （長三角）（長三角） 上規(guī)模的上規(guī)模的修造船企修造船企招商局重工（深圳）有限公司（珠三角）招商局重工（深圳）有限公司（珠三角） 中船澄西船舶修造有限公司（長三角）中船澄西船舶修造有限公司（長三角）

7、 第13頁/共46頁中國石油天然氣集團(tuán)公司中國石油天然氣集團(tuán)公司（CNPC） 石油工業(yè)石油工業(yè)中國海洋石油總公司中國海洋石油總公司（CNOOC） 中國石油化工集團(tuán)公司中國石油化工集團(tuán)公司（Sinopec Group） 第14頁/共46頁CNOOC是直接下海開采海洋油氣的公司是直接下海開采海洋油氣的公司，擁有較多的海洋工程裝備。該公司體系為：，擁有較多的海洋工程裝備。該公司體系為：中海石油（中國）中海石油（中國）有限公司有限公司（CNOOC Ltd.），下設(shè)天津分公司、湛江分公司、深圳分公司、油田作業(yè)公司。），下設(shè)天津分公司、湛江分公司、深圳分公司、油田作業(yè)公司。中海石油研究中心開發(fā)研究院（中海

8、石油研究中心開發(fā)研究院（Development & Engineering Institute CNOOC Research Center），簡稱），簡稱研究中心研究中心。海洋石油工程股份有限公司（海洋石油工程股份有限公司（Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.），下設(shè)設(shè)計(jì)公司、建造公司、安裝公司，簡稱），下設(shè)設(shè)計(jì)公司、建造公司、安裝公司，簡稱工程股份工程股份有限公司。有限公司。中海油中海油能源發(fā)展能源發(fā)展股份有限公司股份有限公司采油服務(wù)采油服務(wù)公司（公司（CNOOC Energy Technology & Services - Oil Production Ser

9、vices Co.）。）。中海油田建設(shè)工程公司，下設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心，簡稱中海油田建設(shè)工程公司，下設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心，簡稱油建公司油建公司。中海中海油田服務(wù)油田服務(wù)股份有限公司（股份有限公司（China Oilfiled Services Ltd.），下設(shè)海運(yùn)事業(yè)部、油田服務(wù)（深圳）有限公司、油田服務(wù)（湛江）有限公司、油田服務(wù)（天津）有限公司。），下設(shè)海運(yùn)事業(yè)部、油田服務(wù)（深圳）有限公司、油田服務(wù)（湛江）有限公司、油田服務(wù)（天津）有限公司。 第15頁/共46頁二、鋼管應(yīng)用情況二、鋼管應(yīng)用情況第16頁/共46頁先說個(gè)理念：我國是一個(gè)海洋大國，造船業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有極其重要的位置。曾有人研究過

10、，在116個(gè)行業(yè)中，造船業(yè)的產(chǎn)品涉及了97個(gè)行業(yè)，占87%。諸如：冶金、材料、機(jī)械、微電子、電氣、化工、五金、輕紡、裝潢等，拉動(dòng)成千上萬企業(yè)的發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料顯示：造船業(yè)中每建造1載重噸，可解決上游3000個(gè)勞動(dòng)崗位。造船凝聚了成千上萬人們的睿智與辛勤勞動(dòng)，是國家綜合國力的象征。特別是大型船舶和新型海洋工程的自主研制，更是衡量一個(gè)國家能否躋身于世界海洋大國的標(biāo)準(zhǔn)。第17頁/共46頁“鋼管” 應(yīng)用十分普遍，并不陌生。“船舶”與“海洋工程”兩大體系，大致有三種類型的“鋼管”： 設(shè)備系統(tǒng)中的；構(gòu)造中用的；特殊用途的。第18頁/共46頁 1，不同的“船舶”與“海洋工程” 的設(shè)備系統(tǒng)，有常規(guī)的，又有專用

11、的。 常規(guī)設(shè)備系統(tǒng)甚多，主要有：艙底水、壓載、疏排水、生活污水、空氣、測量、注入、生活用水、消防、貨油、掃艙、透氣、惰氣、加熱、冼艙、泡沫滅火、灑水、蒸發(fā)氣、液位遙測、閥門遙控等系統(tǒng)。 第19頁/共46頁專用設(shè)備系統(tǒng)是特種用途“船舶” 與“海洋工程” 所必備的，如運(yùn)輸液化石油氣（LPG）、液化天然氣（LNG）等的專用系統(tǒng)?！昂Ｑ蠊こ獭钡奶厥獾你@采設(shè)備系統(tǒng)、原油/液化石油氣/液化天然氣處理的流程系統(tǒng)、特殊的系泊系統(tǒng)、火炬系統(tǒng)等 第20頁/共46頁有人統(tǒng)計(jì)過：船舶類的管材年消耗量達(dá)450萬噸，約44萬根，其標(biāo)準(zhǔn)是GB、YB、CB。其中70% “鋼管”之間用法蘭連接。例：一艘30萬噸級的超大型油船（

12、VLCC）管材要數(shù)十公里，其中“鋼管”用量（包括不銹鋼管）有1500噸左右。當(dāng)然相對于4萬噸的船體結(jié)構(gòu)用鋼量還是有限的。然后同一種船舶，要建造多艘；還有許多許多其他船舶，這樣，累計(jì)用量也就不少。一艘30萬噸級超大型FPSO管材數(shù)量超過3萬根，長度超過90公里。是同噸位級別的23倍。第21頁/共46頁 造船業(yè)也就成為“鋼管”市場的一個(gè)大用戶！第22頁/共46頁2，構(gòu)造中的“鋼管” 如：導(dǎo)管架、水下鋼樁、隔水套管、系泊支架、模塊支架、直升機(jī)平臺(tái)、火炬塔架等。這類“鋼管”的特點(diǎn)：規(guī)格多、材質(zhì)高、比較雜，有同徑、異徑，不同壁厚，還有大量的Y、K、T型的管節(jié)點(diǎn)。如導(dǎo)管架、鋼樁、井口隔水套等。 第23頁/

13、共46頁傾斜型火炬塔傾斜型火炬塔四邊型四邊型火炬塔火炬塔第24頁/共46頁項(xiàng)目項(xiàng)目/海域海域典型構(gòu)件尺寸（典型構(gòu)件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質(zhì)材質(zhì)導(dǎo)管架導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1錦州9-3四腿平臺(tái)（水深6.4m）171055，170050167638，9142561022，40616340.63EH36-Z35，DH36旅大5-2八腿平臺(tái)（水深32m）200550，19552591438，7622561022，406133000EH36-Z35，DH36陸豐13-2八腿平臺(tái)（水深132m） 275080，243880182960，12195591416，610196000DH36-Z35番禺30

14、-1平臺(tái)（水深200m）16216EH36-Z35，DH36荔灣3-1平臺(tái)（水深205m）36500EH36-Z35，DH36海洋工程典型構(gòu)造中的鋼管材料第25頁/共46頁項(xiàng)目項(xiàng)目/海域海域典型構(gòu)件尺寸（典型構(gòu)件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質(zhì)材質(zhì)系泊支架系泊支架3“海洋石油117”FPSO3522.3522.35100025，140030190020，200055200065，2000751000 FH36火炬塔架火炬塔架4“南海奮進(jìn)”FPSO8.49.96060022，45712.7，15911，27312100B火炬塔架火炬塔架5“渤海明珠”FPSO4.65.344.7350825.

15、4，40612.7，3249.53，27312.750.4A注：1，南海番禺油田水深113m的導(dǎo)管架。 2，南海番禺油田水深113m的導(dǎo)管架。 3，30萬噸超大型FPSO的系泊支架。 4，四條腿60m高火炬塔架，尺寸是指長寬高。 5，三條腿35m高（呈600傾斜）火炬塔架，尺寸是指長寬高。6，其中還需要“Z”向鋼。第26頁/共46頁3，特殊用途的特殊用途的“鋼管鋼管” 是指特定工作環(huán)境和工作介質(zhì)下使用的特種鋼管。 海底輸油管就是典型特種鋼管，它的需求量較大。它的特點(diǎn)：強(qiáng)度高、公差小、抗腐蝕性好。我國還只是處于起步階段。原因在于要解決焊接材料、抗腐蝕性能或規(guī)格少（注：管徑與壁厚）、價(jià)格貴等方面的

16、問題。第27頁/共46頁項(xiàng)目項(xiàng)目/海域海域典型構(gòu)件尺寸（典型構(gòu)件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質(zhì)材質(zhì)海底管海底管道道2渤海21914.5，35512.740622，50812.760927，655131220公里/134條南海西部1542公里/35條南海東部592公里/28條東海1160公里/8條小計(jì)4514公里/205條海洋工程海底輸油管材料第28頁/共46頁 我國海上的原油，都需要保溫輸送。以往采用雙層鋼管保溫結(jié)構(gòu)，安全可靠。但用鋼管作為保護(hù)管是很不經(jīng)濟(jì)的，而且海上鋪管作業(yè)前，先要進(jìn)行內(nèi)外管焊接，大大地降低了鋪管效率。造成安裝費(fèi)用成倍增加。 進(jìn)入21世紀(jì)后，人們推出了一種單層混凝土配重

17、鋼管。 第29頁/共46頁 圖圖1 單層混凝土配重鋼管構(gòu)造與端部形式單層混凝土配重鋼管構(gòu)造與端部形式它的結(jié)構(gòu)是（由里到外）：鋼管、環(huán)氧粉末（FBE）防腐層、聚氨酯保溫層、聚乙烯（PE）夾克管、鋼筋混凝土配重層（內(nèi)部配置鋼絲網(wǎng)）。 第30頁/共46頁 圖圖2 兩端鋼管接口處剖面兩端鋼管接口處剖面第31頁/共46頁另外，輸送液態(tài)硫化氫的雙相鋼也有應(yīng)用前景。而海上LNG的輸送管道，已成為世界級的難題！ 這一領(lǐng)域與國外相比，我國還有很長的路可走，有寬廣的發(fā)展空間。第32頁/共46頁三、鋼管材料的要求三、鋼管材料的要求 第33頁/共46頁 “海洋工程”鋼管標(biāo)準(zhǔn)，是船級社的專用規(guī)范，另有下述學(xué)會(huì)/協(xié)會(huì)的的

18、規(guī)范、準(zhǔn)則：API（American Petroleum Institute，美國石油學(xué)會(huì)）AISC（American Institute of Steel Construction Inc.，美國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)）ASTM（美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)）ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）ASTM（American Society for Testing Materials，美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)）AWS（美國焊接協(xié)會(huì)）NACE（國家防腐工程師協(xié)會(huì)）第34頁/共46頁對鋼管材料的要求，實(shí)質(zhì)上是對鋼板本身的要求。有低碳鋼、高強(qiáng)度鋼、甚高強(qiáng)度鋼、不銹鋼四大類。材料共性要求是：鋼材等級、化學(xué)成分、機(jī)械性能、耐腐蝕性能、焊接工

19、藝性能、冷熱加工工藝性能。這在去年6月材料學(xué)會(huì)年會(huì)上已有專題報(bào)告，不作贅述。提兩點(diǎn)： 第35頁/共46頁（1）“海洋工程”進(jìn)口設(shè)備極多。有時(shí)要求英制的鋼管。鋼管制作質(zhì)量要求特別高。在“海洋工程”上屬于特殊區(qū)域的鋼管，其所有的焊縫要求100%超聲波探傷（UTUltrasonic testing）和磁性探傷（MT Magnetic testing ）。列入主要結(jié)構(gòu)的鋼管，在縱向焊縫兩端300mm的范圍內(nèi)要求100% UT和MT。第36頁/共46頁（2）管節(jié)點(diǎn)的制作屬于“海洋工程”中重要內(nèi)容。國外有專門的管節(jié)點(diǎn)工廠，而國內(nèi)都是自己解決。例如，載重量52000噸 “渤海友誼”號(hào)浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（FPSO，中國十大名船之一）的特殊軟剛臂（YOKE）系泊系統(tǒng)中的YOKE與支撐支架、火炬塔架、直升機(jī)平臺(tái)支架等有221個(gè)管節(jié)點(diǎn)，要滿足AISC、AWS的要求。 第37頁/共46頁船廠為了保證質(zhì)量，船廠不得不從數(shù)余名焊工中挑選數(shù)十名優(yōu)秀焊工，取得船級社的6GR資格，以及鋼管的TIG焊工（鎢極惰性氣體保護(hù)