海洋工程用金屬材料課件

海洋工程用金屬材料海洋工程用金屬材料11．前言2，海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況3，海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料1．前言21．前言1．前言321世紀是海洋的世紀2001年全球海洋產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值已達1.3萬億美元，預計到2010年將進一步上升到3萬億美元以上。海洋經(jīng)濟：海洋漁業(yè)、海洋運輸、海洋旅游、海洋食品、海洋勘探、海洋油氣、海洋礦物（海底錳結核）、海洋新能源（潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電、可燃冰等）、海洋生物工程（提取海洋生物制品治療癌癥和糖尿病等疾病、提取無污染殺蟲劑和化妝品等新原料）等等21世紀是海洋的世紀4海洋油氣產(chǎn)業(yè)、海洋旅游產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代海洋漁業(yè)、海洋交通運輸業(yè)已成為目前海洋經(jīng)濟的四大支柱產(chǎn)業(yè)。海洋油氣產(chǎn)業(yè)是全球最大的海洋產(chǎn)業(yè)。海洋油氣產(chǎn)業(yè)、海洋旅游產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代海洋漁業(yè)、海洋交通運輸業(yè)已成5全球的海洋石油儲量約占整個地球石油總儲量的45%。世界各國可利用的鉆井平臺總數(shù)中有41%役齡已超過20年，需要在5年左右的時間內更新。近海區(qū)域油氣資源因開采而不斷減少，需要向深海發(fā)展。全球的海洋石油儲量約占整個地球石油總儲量的45%。6

海洋平臺是在海洋上進行作業(yè)的場所。海洋石油鉆探與生產(chǎn)所需的平臺，主要分鉆井平臺和生產(chǎn)平臺兩大類。在鉆井平臺上設鉆井設備，在生產(chǎn)平臺上設采油設備。平臺與海底片口有立管相通。平臺是進行海上鉆井與采油作業(yè)的一種海洋工程結構。海洋平臺一般都高出海面，能夠避免波浪的沖擊。型式有三邊形、四邊形或多邊形。上下兩層甲板或單層甲板面供安裝、儲存鉆井或采油設備用。

7海洋工程用金屬材料課件8按運動方式，可分為固定式與移動式兩大類

群柱式樁基式腿柱式海洋平臺固定式移動式樁式重力式浮式坐底式順應式船式半潛式坐底式自升式獨立腿式沉墊式牽索塔式張力腿式海洋平臺的分類按運動方式，可分為固定式與移動式兩大類群柱式海洋9半潛式鉆井平臺

半潛式鉆井平臺，又稱立柱穩(wěn)定式鉆井平臺。它是大部分浮體沉沒于水中的一種小水線面的移動式鉆井平臺，它從坐底式鉆井平臺演變而來，由平臺本體、立柱和下體或浮箱組成。此外，在下體與下體、立柱與立柱、立柱與平臺本體之間還有一些支撐與斜撐連接，在下體問的連接支撐一般都設在下體的上方，這樣，當平臺移位時，可使它位于水線之上，以減小阻力；平臺上設有鉆井機械設備、器材和生活艙室等，供鉆井工作用。平臺本體高出水面一定高度，以免波浪的沖擊。下體或浮箱提供主要浮力，沉沒于水下以減小波浪的擾動力。平臺本體與下體之間連接的立柱，具有小水線面的剖面，主柱與主柱之間相隔適當距離，以保證平臺的穩(wěn)性，所以又有立柱穩(wěn)定式之稱。

半潛式鉆井平臺

半潛式鉆井平臺，又稱立柱穩(wěn)定10海洋工程用金屬材料課件11鉆井船

鉆井船是設有鉆井設備，能在水面上鉆井和移位的船，也屬于移動式(船式)鉆井裝置。較早的鉆井船是用駁船、礦砂船、油船、供應船等改裝的，現(xiàn)在已有專為鉆井設計的專用船。目前，已有半潛、坐底、自升、雙體、多體等類型。鉆井船在鉆井裝置中機動性最好，但鉆井性能卻比較差。鉆井船與半潛式鉆井平臺一樣，鉆井時浮在水面。井架一般都設在船的中部，以減小船體搖蕩對鉆井工作的影響，且多數(shù)具有自航能力。鉆井船在波浪中的垂蕩要比半潛式平臺大，有時要被迫停鉆，。增加停工時間，所以更需采用垂蕩補償器來緩和垂蕩運動。鉆井船適于深水作業(yè)，但需要適當?shù)膭恿Χㄎ辉O施。鉆井船適用于波高小、風速低的海區(qū)。它可以在600m水深的海底上進行探查，掌握海底油、氣層的位置、特性、規(guī)模、貯量，提供生產(chǎn)能力等

鉆井船

鉆井船是設有鉆井設備，能在水面上鉆井和移位的12海洋工程用金屬材料課件13

生產(chǎn)平臺通常又叫浮油平臺，是專門從事海上油、氣等生產(chǎn)性的開采、處理、貯藏、監(jiān)控、測量等作業(yè)的平臺。有的是單個平臺，也可由幾個不同用途的平臺扭引橋相連，組成石油生產(chǎn)基地。按建筑材料可分為鋼筋混凝土平臺和鋼質平臺；按結構型式可分為固定式平臺和移動式平臺。固定式平臺又可分為樁基式與重力式兩種；移動式平臺又可分為自升式與張力腿式、牽索塔式等。

生產(chǎn)平臺

生產(chǎn)平臺通常又叫浮油平臺，是專門從事海上油、氣等生產(chǎn)14

1、重力式采油平臺它一般都足鋼筋混凝土結構，作為采油、貯存和處理用的大型多用途平臺，它由底部的大貯油罐、單根或多根立柱、平臺甲板和組裝模塊等部分組成，規(guī)模較大的，可開采幾十口井，貯油十幾萬噸，平臺的總重量可高達數(shù)十萬噸。各類平臺，根據(jù)作業(yè)要求，配備相應的采油，處理及生活等設施。1、重力式采油平臺15海洋工程用金屬材料課件16

2、導管架式平臺樁基式平臺用鋼樁固定于海底。鋼樁穿過導管打入海底，并由若干根導管組合成導管架。導管架先在陸地預制好后，拖運到海上安裝就位，然后順著導管打樁，樁是打一節(jié)接一節(jié)的，最后在樁與導管之間的環(huán)形空隙里灌入水泥漿，使樁與導管連成一體固定于海底。這種施工方式，使步上工作量減少。平臺設于導管架的頂部，高于作業(yè)區(qū)的波高，具體高度須視當?shù)氐暮r而定，一般大約高出4-5m，這樣可避免波浪的沖擊。樁基式平臺的整體結構剛性大，適用于各種土質，是目前最主要的固定式平臺。但其尺度、重量隨水深增加而急驟增加，所以在深水中的經(jīng)濟性較差。2、導管架式平臺17海洋工程用金屬材料課件18

3、張力腿式平臺

張力腿式平臺是利用繃緊狀態(tài)下的錨索鏈產(chǎn)生的拉力與平臺的剩余浮力相平衡的鉆井平臺或生產(chǎn)平臺。一般來說，半潛式平臺的錨泊定位系統(tǒng)，都是利用錨索的懸垂曲線的位能變化來吸收平臺在波浪中動能的變化。懸垂曲線鏈的特征之一是鏈的下端必須與水底相切，以保證錨柄不會從水底抬起，這樣就可保證錨的抓力。張力腿式平臺也是采用錨泊定位的，但與一般半潛式平臺不同，其所用錨索是繃緊成直線的，不是且懸垂曲線的，鋼索的下端與水底不是相切的，而是幾乎垂直的。用的錨是樁錨（即打入水底的樁作為錨用），或重力式錨（重塊）等，不是一般容易起主的轉爪錨。張力腿式平臺的重力小于浮力，所相差的力可依靠錨索向下的拉力來補償，且此拉力應大于波浪產(chǎn)生的力，使錨索上經(jīng)常有向下的拉力，起著繃緊平臺的作用。3、張力腿式平臺19海洋工程用金屬材料課件20

4、牽索塔式平臺

牽索塔式平臺是一瘦長的桁架結構，其下端依靠重力基座坐落于海底或是依靠支柱加以支撐，其上端支承作業(yè)甲板。桁架的四周用鋼索、重塊、錨鏈和錨所組成的錨泊系統(tǒng)加以牽緊，使它能保持直立狀態(tài)。由于這種平臺是由錨泊系統(tǒng)牽緊的，它在小風浪時僅發(fā)生微幅擺動；風浪大時，由于桁架結構擺動幅度大，會把重塊拉得離開海底，從而要吸收掉風浪的一部分能量，因此平臺仍可維持在許可范圍內擺動。這種平臺結構簡單，構件尺寸小，故所受到的風、浪、流的作用力也小。這種平臺能適用于300～600m水深的海域。但若水深超過600米，則由于要提高桁架的抗彎能力，建造時所耗用的材料會大大增加，經(jīng)濟上不一定合算。

4、牽索塔式平臺21海洋工程用金屬材料課件22我國是僅次于美國的全球第二大石油消費國。2020年我國石油消費需求量為4.0～4.5億噸，國內可供量為1.8～2.0億噸。石油的對外依存度將從目前的接近50%，進一步上升到55%，遠遠超過國際公認的30%警戒線我國是僅次于美國的全球第二大石油消費國。23目前國內石油產(chǎn)總量的70%集中在普遍進入開發(fā)后期。我國所管轄的海域蘊藏著豐富的油氣資源，初步估算可達388億噸油氣儲量，其中我國南海油氣資源被稱為“第二個中東”。水深不超過200米的近海大陸架，如渤海灣、珠江口和南海北部灣等海域的原油當量產(chǎn)量已達4000萬噸左右。

目前國內石油產(chǎn)總量的70%集中在普遍進入開發(fā)后期。24我國南海北部的海域地質、地球物理與地球化學調查也揭示了存在天然氣水合物的可能性，這種通常埋藏在深水區(qū)域淺表層的天然氣水合物，極有可能成為接替常規(guī)石油和天然氣的新能源。我國南海北部的海域地質、地球物理與地球化學調查也揭示了存在天252．海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略2.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況2.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距2．海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)262.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略

主要包括海洋石油和天然氣的鉆井平臺、采油平臺、鉆井成套設備、鉆井采油設備、油氣分離處理設備、油氣集輸設備等核心工程設備，以及鉆井輔助采油設備、海洋船舶工程通用系統(tǒng)等配套工程設備。海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)是涉及國家能源穩(wěn)定和國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)

2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略

主要包括海洋石油272.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況世界100多個沿海國家都在海洋油氣產(chǎn)業(yè)上加大投資和開發(fā)力度。目前已有60多個國家進行深水油氣的勘探和開發(fā)，形成嚴峻的區(qū)域競爭格局。產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品研制主要掌握在北美、西歐及東亞地區(qū)的少數(shù)發(fā)達國家手中。2.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況世界100多個沿海國28北美地區(qū)的美國在世界海洋油氣資源開發(fā)技術方面仍保持主導地位美國的關鍵技術設備，國內成套率和全球市場份額居世界各國之首。世界海洋石油技術裝備市場份額的50%以上為美國的跨國公司所占據(jù)，休斯敦已成為全世界海洋石油技術開發(fā)中心。拉美地區(qū)的巴西是發(fā)展中國家中海洋石油設備國產(chǎn)化程度最高的國家，其海底完井裝置數(shù)量為全球之最。北美地區(qū)的美國在世界海洋油氣資源開發(fā)技術方面仍保持主導地位29歐洲的英國和法國是除美國之外海洋石油工業(yè)技術發(fā)展較為成熟的國家英國的動力定位技術法國的高壓石油軟管制造技術挪威的水泥重力平臺設計制造技術意大利的海上鋪管、管線涂敷，全液壓無線絞車新型鉆井技術和裝備瑞典的動力定位鋪管技術荷蘭的大噸位海上浮吊裝備和海底工程地質調查技術德國的海上液壓工業(yè)裝備技術、大功率變頻電力拖動技術歐洲的英國和法國是除美國之外海洋石油工業(yè)技術發(fā)展較為成熟的國30亞洲的日本、韓國在海洋工程制造領域快速發(fā)展日本依靠造船、冶金、電子技術的全球優(yōu)勢，在油氣開發(fā)平臺、海洋工程結構、石油管材及平臺配套設備方面取得了重大突破。韓國的海洋平臺建造技術以價格低廉、交貨迅速、質量上乘的優(yōu)勢在奪標方面往往超過美國、英國、法國、日本等，目前世界上已建成的超深水半潛式和浮船式鉆井平臺大部分來自韓國。亞洲的日本、韓國在海洋工程制造領域快速發(fā)展日本依靠造船、冶312.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，取得了顯著的成績。從1970年至今，共設計建造了移動式鉆井平臺12座、固定式（導管架）采油平臺65座、浮式生產(chǎn)儲油船（FPSO）11條、半潛式鉆井平4座等。已能制造成套1500～7000m等系列鉆機及配套設備、4500m修井機、平臺采油樹、13.75in×69mpa防噴器等用于海上平臺鉆井和采油裝備。2.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距我國海洋油氣開發(fā)裝32與市場需求和國外水平相比，還存在著很大差距，特別是深海油氣開發(fā)裝備。

我國開發(fā)的導管架平臺應用僅限于100米水深以內，而國際上已研究開發(fā)作業(yè)水深3000米以上的第六代半潛式鉆井平臺。海洋油氣鉆井設備的最大鉆井深度雖能達到7000米，但國際上海洋油氣的最大鉆井深度可達9000～12000米。國內廠商基本上停留在船體制造上，設備大多數(shù)由國外建造配套。海洋油氣開發(fā)裝備的落后，已經(jīng)成為制約我國海洋經(jīng)濟發(fā)展的主要瓶頸之一。與市場需求和國外水平相比，還存在著很大差距，特別是深海油氣開333海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.3海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料3海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型34海洋油氣開發(fā)裝備海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物、海洋油氣鉆采設備、海洋油氣輸送貯藏設備和其它輔助配套工程裝備。其中海洋油氣鉆采平臺通常分為可變換位置的移動式結構和固定于海底的固定式結構物。移動式結構具有代表性的是自升式鉆探平臺和半潛式鉆探平臺，主要用于勘探鉆井及試開采。在試開采后確認有商業(yè)價值，便安裝固定式采油平臺。固定式采油平臺主要有導管式平臺、重力式平臺、牽索塔式平臺、張力腿式平臺及單立柱式平臺等隨著海上油田離岸距離的增大，一種新型的油氣開采平臺FPSO（海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)）在上世紀80年代興起后，現(xiàn)已得到廣泛應用。海洋油氣開發(fā)裝備海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物、海洋油氣鉆35海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）作為高技術、高附加值的新型海上石油開采關鍵設備，已成為世界海上油田開發(fā)的主流方式，它自20世界80年代興起，現(xiàn)已得到廣泛應用，截止2008年3月底，全球運營的FPSO有212臺。該系統(tǒng)由一艘浮式生產(chǎn)儲油輪和一艘穿梭油輪組成，以浮式生產(chǎn)儲油輪為基礎，對開采的石油進行儲存，隨后通過穿梭油輪外輸，它是集生產(chǎn)和生活系統(tǒng)為一體的海洋石油生產(chǎn)基地。FPSO與海洋平臺相比具有初期投資少、建造周期短、遷移方便、可重復使用及不需鋪設長距離輸油管線等優(yōu)點，最大作業(yè)水深2000米。海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）36浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)

FloatingProductionStorageandOffloading浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)

FloatingProduc37海洋工程用金屬材料課件38海洋工程用金屬材料課件393.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材料的要求3.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1.1海403.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材料的要求海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物，處在風、浪、流、海水腐蝕、甚至嚴寒的惡劣環(huán)境下工作，特別在深海域，還受到海洋密度分層產(chǎn)生的內波影響及水波流場和結構物相互作用的勢流動力學影響，因此往往具有特殊的結構形式，并且在材料上提出了比船舶用鋼更高的要求。3.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材41硫含量和Z向性能的要求

（我國船舶檢驗局規(guī)定）

Z向性能（板厚方向的斷面收縮率Ψz）

硫含量和Z向性能的要求

（我國船舶檢驗局規(guī)定）Z向性能（板42強度和韌性要求要求屈服強度高，特別是移動式平臺，要求采用400～690MPa級高屈服強度的鋼材。對韌性的要求高。在寒冷地區(qū)，需要有足夠的低溫韌性。強度和韌性要求要求屈服強度高，特別是移動式平臺，要求采用4043耐腐蝕性能要求海洋結構物在海洋環(huán)境下將受到潮流、鹽分、水溫、微生物等腐蝕影響，并且在海水中的不同部位（海洋大氣帶、飛濺帶、潮差帶、全浸帶和海土帶）受到的腐蝕情況不同。耐腐蝕性能要求海洋結構物在海洋環(huán)境下將受到潮流、鹽分、44海洋大氣帶的腐蝕為海洋大氣腐蝕海洋大氣中有大量含鹽微粒的水氣，加上雨、霧、風速、相對濕度等氣象因素，海洋大氣腐蝕要比其它類別的大氣腐蝕嚴重。耐海洋大氣腐蝕的有效合金元素Cu、P、Si、Al、Mo、Cr等，其中效果最顯著的元素為Cu、P，不與海水直接接觸的海洋結構物部分可采用耐海洋大氣腐蝕鋼。海洋大氣帶的腐蝕為海洋大氣腐蝕海洋大氣中有大量含鹽微45飛濺帶一般是指平均潮位受到波浪作用的上限部分受到海水交替的干濕變化，溶解的氧量也比較多。由于日光的照射使溫度升高，再加上海面的污損生物、浮油等的附著以及臺風、流水等促進腐蝕因素，所以腐蝕極為劇烈，是海水腐蝕環(huán)境中腐蝕最嚴重的部位，其腐蝕速度可達到全浸帶的好幾倍。提高鋼在飛濺帶的耐腐蝕能力的有效合金元素P、Cu、Mo、Ni、Cr、Si、W、Ti等，效果最顯著的元素為P、Cu、Mo。飛濺帶一般是指平均潮位受到波浪作用的上限部分受到海水交替的46潮差帶和飛濺帶同樣也是腐蝕嚴重的部位但由于潮差帶的供氧情況比下部的全浸帶好，在潮差帶和全浸帶之間形成的氧的濃差電池，使潮差帶作為該電池的陰極而受到保護，使腐蝕的速度和程度降低，提高鋼在潮差帶的耐腐蝕能力，可選用與飛濺帶相同的有效合金元素。潮差帶和飛濺帶同樣也是腐蝕嚴重的部位但由于潮差帶的供氧47全浸帶指潮差帶與海底之間海水浸沒的部分全浸帶由于上述氧濃差電池作用和海水流動造成金屬上氧的不均勻分布形成的氧濃差電池及海洋生物的作用，加上不同的金屬接觸所產(chǎn)生的電化學腐蝕，所以除了金屬的均勻腐蝕，還會產(chǎn)生局部腐蝕或點蝕。減輕材料在全浸帶腐蝕的有效元素Cr、P、Al、Mo、Si等，特別是Cr。在深海，由于含氧量少，海水溫度隨水深而降低，海洋生物附著減少，同時海水流速也減慢，所以腐蝕速度反較慢，合金元素效果也變得不明顯。全浸帶指潮差帶與海底之間海水浸沒的部分全浸帶由于上述氧濃差48海土帶中氧極少，所以腐蝕也最輕。對部分埋在海底，部分裸露在海水中的鋼結構，由于氧的氧濃差電池作用，加快了埋在海土中的部分鋼的腐蝕。在海土中，特別是在淺海海土中，由于從陸地上流入的污染土中存在大量促進腐蝕的微生物，腐蝕較為劇烈。海土帶中氧極少，所以腐蝕也最輕。對部分埋在海底，部分裸露在49冷加工性要求

一般船體結構用鋼，即使是大型船舶用鋼，僅用30～50mm厚的鋼板，但海底石油采掘設備等大型海洋結構物則需要用60～70mm，甚至更厚的鋼板，而且主要是進行冷加工，因此需要鋼板有更好的冷加工性能。冷加工性要求一般船體結構用鋼，即使是大型船舶用鋼，僅用50焊接性能要求

大型海洋結構物大多是管件，圓形構架狀的組合，形狀變化大，往往需要將數(shù)據(jù)組合的管子在應力集中處進行焊接，并且大多在露天或海上作業(yè)條件很差的情況下焊接，所以要求材料有比艦船用鋼更好的焊接性能和更便于焊接操作的條件。焊接性能要求大型海洋結構物大多是管件，圓形構架狀的組合513.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物主要采用鋼質材料建造，大量使用的鋼材是焊接高強度結構用鋼和焊接低合金高強度耐海水腐蝕用鋼，它們除了按各種船級社規(guī)范進行要求外，常常還要求耐層狀撕裂性能和焊接接頭的COD性能，比規(guī)范要求更為嚴格。3.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料海523.1.2.1海洋油氣鉆采平臺用焊接高強度結構鋼對平臺的本體結構物必須充分考慮結構是否會因水壓產(chǎn)生彎曲變形，并且在施工時使用冷熱加工及焊接接頭必須滿足疲勞強度，通常采用抗拉強度為500MPa級的正火型高強鋼，鋼板厚度通常不大于130mm，不建議用調質型高強鋼。3.1.2.1海洋油氣鉆采平臺用焊接高強度結構鋼對平臺53海洋油氣鉆采平臺經(jīng)常采用的焊接高強度結構用鋼屈服點為320MPa的AH32-EH32鋼、屈服點為360MPa的AH36-EH36鋼、屈服點為390～690MPa級鋼，如美國的ASTMA537C1.2,A543,A633Gr.E,A678Gr.D,A710Gr.C,A737Gr.C，英國的BS436055E和55F，挪威的NVF420和460，日本的KA43、47、51、56、63、63N、70、70N、KD43、47、51、56、63、63N、70、70N，KE43、47、51、56、63、63N、70、70N，KF43、47、51、56、63、63N、70、70N等。海洋油氣鉆采平臺經(jīng)常采用的焊接高強度結構用鋼屈服點為3543.1.2.2海洋油氣鉆采平臺用焊接低合金高強度耐海水腐蝕用鋼

海洋環(huán)境對鋼的腐蝕情況非常復雜，目前還沒有一個低合金鋼號能全面達到海洋環(huán)境的要求。目前國外工業(yè)生產(chǎn)的低合金耐海水腐蝕用鋼按成份系列可分為:Ni-Cu-P系、Cr-Nb系、Cr-Cu系、Cr-Al系、Cr-Cu-Si系、Cr-Cu-Al系、Cr-Cu-Mo系、Cr-Cu-P系、Cr-Al-Mo系等，以下介紹典型的鋼號。3.1.2.2海洋油氣鉆采平臺用焊接低合金高強度耐海水腐蝕55美國的Mariner鋼

Ni-Cu-P系的半鎮(zhèn)靜鋼，其屈服強度和抗拉強度分別為：355MPa和490MPa以上，特點是在飛濺帶的耐海水腐蝕性能好，為普通碳素鋼的2～3倍，即使在沒有混凝土包履等防護措施的情況下，也能長期的使用，而且很少發(fā)生點蝕。但此鋼中含P量較高（0.08～0.15%P），不適宜厚度大于20mm鋼板的焊接，不能用于焊接的海洋結構物，主要用作護堤、筑堤等用的鋼樁。美國的Mariner鋼Ni-Cu-P系的半鎮(zhèn)靜鋼，其56日本的Mariloy鋼

該鋼針對美國“Mariner”鋼P含量高、焊接性能差及全浸帶耐腐蝕性能差的問題而研制的耐海水腐蝕鋼，包括2個強度級別（σs≥400MPa和σb≥490MPa），三種不同海水部位（飛濺帶、全浸帶、飛濺帶和全浸帶）的6個鋼號，它們是鋼中含P量≤0.03%的Cr-Cu系低合金耐海水腐蝕鋼，其中Mariloy鋼P50的σs≥325MPa，σs≥490MPa，在飛濺帶的耐腐蝕性能是普通碳素鋼的2倍左右，用于系船浮標、鋼樁等，適用厚度6～25mm。日本的Mariloy鋼該鋼針對美國“Mariner”57法國的APSCr-Al鋼

該鋼包括APS20A、APS20M、APS25三個鋼號,它們均含有4%Cr，APS20A含有0.90%Al，APS20M含有0.90%Al和0.15%Mo，APS25含有0.60%Al和0.15%Mo及0.80%Ni。正火后20mm以下鋼材的強度為：APS20A、APS20M的σs≥310MPa，σs≥490MPa；APS25的σs≥590MPa，σs≥835MPa；它們的耐海水腐蝕性能大大優(yōu)于碳鋼，在海水中全浸46個月的對比腐蝕試驗表明，為碳鋼的2.18～3.23倍，它們在焊接時不需要預熱或焊后熱處理，但以650℃消除應力為宜；缺點是該鋼有晶粒長大傾向，因此要防止過熱，并且除氬弧焊外，不能做到含Al均勻的焊縫；APSCr-Al鋼用于制造船舶管道、海水制水設備、防波堤的護板、閘門、渡船、救生艇、鹽器設備等.法國的APSCr-Al鋼該鋼包括APS20A、A58我國從1965年起開始研制耐海水腐蝕鋼

試驗鋼號近200種，其中10Cr2MoAlRE、08PVRE、09MnCuPTi、10MnPNbRE、10NiCuAs、10CrMoAl等已通過鑒定，但除了少數(shù)用戶因個別工程需要訂貨外，尚未推廣開來，應用少，產(chǎn)量也少，多用在鋼板樁、海水冷凝器、輸海水管線、管樁、船塢閘門等方面，尚未涉及大型的固定式和移動式海洋結構物。我國從1965年起開始研制耐海水腐蝕鋼試驗鋼號近20593.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備603.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求

隨著油氣資源的枯竭，對原來曾拋棄的具有腐蝕環(huán)境的油氣井重新進行開采，特別是上世紀70年代初開始的石油危機以來，隨著海洋油氣的全面開發(fā)，各類工況的油氣井越來越多，含有腐蝕性氣體的油氣井日益增加，鉆采的深?；浠豌@采技術的進步，使鉆采設備的工況變得更加復雜。3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求61腐蝕問題CO2腐蝕和硫化物腐蝕（H2S應力腐蝕）；酸處理腐蝕，為了提高油氣生產(chǎn)率、回收率，采用注入強酸（如1.5%HF+13.5%HCl+緩蝕劑）技術，增加地層溶解帶來的腐蝕；工作液腐蝕，隨著開發(fā)井的高壓化，往往采用在套管和油氣流動管道之間流入高比重、高濃度金屬鹵化物工作液的技術，帶來管道表面的應力腐蝕。腐蝕問題CO2腐蝕和硫化物腐蝕（H2S應力腐蝕）；酸處62溫度問題

深井帶來的高溫環(huán)境：由于油氣的高深度帶來鉆采溫度的升高；低溫海水帶來的石蠟析出問題：深海油氣生產(chǎn)中由于受深海低溫海水的影響，管內油氣溫度下降引起管內內壁折出石蠟，使流速下降而降低生產(chǎn)率。溫度問題深井帶來的高溫環(huán)境：由于油氣的高深度帶來鉆采溫63對環(huán)境污染問題油井管螺紋接頭經(jīng)常采用石墨、重金屬、黃油構成的潤滑劑和接頭磨損后油氣泄漏帶來的海洋環(huán)境污染問題。對海洋油氣鉆采設備用金屬材料有高耐蝕性、高強度、對輸送流體有保溫性、必要的螺紋接頭性及限制使用對海洋環(huán)境造成污染的物質等要求。對環(huán)境污染問題油井管螺紋接頭經(jīng)常采用石墨、重金屬、黃油構成的643.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料

油氣鉆采是無縫鋼管最大的用戶，消耗最多的油套管一般采用屈服強度400～800MPa的碳錳鋼和低合金鋼制造；對于有酸性氣體(CO2，CO2+H2S)和氯離子腐蝕的油、氣井，需要采用耐腐蝕的不銹鋼甚至鎳基合金做油套管和輸送管。3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料油氣鉆采是無縫鋼管65海洋工程用金屬材料課件66隨著海洋油氣的全面開發(fā)，含有腐蝕性氣體的油氣井逐步增多，為適應高深度化(高溫高壓)、深?；⒑浠h(huán)境要求和水平挖掘等技術的進步，油井管也向高度化多樣化發(fā)展，碳鋼和低合金鋼油井管已不能適應海洋油氣開發(fā)的要求，對雙相不銹鋼油井管和高強度的不銹鋼無縫管(13%Cr～15%Cr)的需求愈來愈多，但由于雙相不銹鋼管的價格高，使用量受到限制，在高強度馬氏體不銹鋼13Cr無縫管的基礎上又發(fā)展了超級馬氏體不銹鋼無縫管。隨著海洋油氣的全面開發(fā)，含有腐蝕性氣體的油氣井逐步增多67海洋工程用金屬材料課件68

超級馬氏體不銹鋼無縫管由于含碳量極低，Cr、Ni、Mo含量高，因此耐腐蝕性能和高溫性能提高，更能適應大多數(shù)較惡劣海洋環(huán)境的油氣井條件。超級馬氏體不銹鋼13Cr無縫管可分HP1-13CR、HP2-13CR、UHP-15CR三類，它們的化學成份范圍如下表所示：

超級馬氏體不銹鋼無縫管由于含碳量極低，Cr、Ni、69海洋工程用金屬材料課件703.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工713.3海洋油氣輸送和貯藏設備

用金屬材料3.3.1海洋油氣輸送和貯藏設備工況特點和對金屬材料的要求3.3.2海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料3.3海洋油氣輸送和貯藏設備

用金屬材料3.3.1海洋油氣723.3.1海洋油氣輸送和貯藏設備工況特點和對金屬材料的要求海洋油氣輸送用鋼管和海洋油氣貯藏用壓力容器是海洋油氣輸送和貯藏設備的二大關鍵部件，它們直接與海洋油氣接觸，通常承受較大的靜、動載荷，并承受油氣氣流的沖刷和腐蝕，如酸性氣體（CO2,CO2+H2S）和氯離子腐蝕；寒冷地區(qū)的管線，除高強度、高韌塑性、良好的耐油氣腐蝕性能外，還需有足夠的低溫韌性；由于管線的最后拼裝環(huán)焊一般均在野外進行，還必須考慮極地或寒冷季節(jié)低溫環(huán)境對焊接質量的影響，要求有良好的焊接性。貯存和運輸海洋油氣需要的液化石油氣（LPG），液化天然氣（LNG）儲缸或油輪，需要大量低溫鋼制作壓力容器，低溫鋼性能的主要指標是低溫韌性，包括低溫沖擊韌性和韌脆轉變溫度，以及制止裂紋脆性擴展的能力，用以保證貯存和運輸?shù)陌踩浴?.3.1海洋油氣輸送和貯藏設備工況特點和對金屬材料的要求海733.3.2海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料海洋油氣輸送管線用鋼海洋油氣儲運裝備用金屬材料3.3.2海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料海洋油氣輸送管線用74海洋油氣輸送管線用鋼

許多國家都有油氣輸送管線用鋼的專用標準，如我國的GB9711，美國的ASTMA134、A139、A221、A252、A381等，前蘇聯(lián)的ГOCT20297，日本的JISG3444，JIS3457，德國的DIN17172，國際標準ISO2604/VI等，但國際上各國都執(zhí)行美國石油協(xié)會的API5L，API5LX，API5LU標準。海洋油氣輸送管線用鋼許多國家都有油氣輸送管線用鋼的專用75油氣輸送管線用鋼包括無縫鋼管和焊接鋼管二大類。目前的長距離輸送管線直徑一般在760～1067mm之間，最大直徑可達1625～2400mm，壁厚一般在8～19mm，也有厚達25.4mm的。按照API標準，國際上廣泛采用的管線用鋼為X42～X80的焊接高強度鋼。已經(jīng)開發(fā)了X100～X120級管線用鋼。材質通常有非調質高強鋼，雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼，超級馬氏體不銹鋼等。海洋工程用金屬材料課件76X42以上級別，材質為非調質高強度鋼的管線鋼屬低合金焊接高強度鋼。X42、X46、X52為低碳錳鋼。X56、X60、X65為低C-Mn-V-Nb-(Ti)鋼。X70多為低C-Mn-V-Nb或低C-Mn-Mo-Nb-(Ti)鋼。X80為低C-Mn-Mo-V-Nb鋼X100為低C-Mn-Mi-Nb-Cu-(Mo)鋼但由于各國原料條件、使用條件、生產(chǎn)條件的不同，也有其它合金系列的管線用低合金焊接高強度鋼。對X60級以上的管線鋼均用潔凈鋼的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)；對X56級以上強度較高的管線鋼，多采用控軋控冷工藝和TMCP工藝生產(chǎn)。X42以上級別，材質為非調質高強度鋼的管線鋼屬低合金焊接高強77海洋油氣儲運裝備用金屬材料海洋油氣儲存方法可分為常溫加壓、常壓冷藏及中壓半冷藏等方式，儲存的容器通常采用高強鋼和低溫鋼制造。常溫加壓式儲罐（球形容器）宜采用具有細小淬火～回火組織的調質型HT60～HT80高強度鋼制造。常壓冷藏式儲罐（大容量的圓柱形容器）采用低溫鋼制造。中壓半冷藏式儲罐采用低溫用調質鋼和低溫鋼制造。海洋油氣采用常壓冷藏式及中壓半冷藏式油輪運輸和大型儲罐儲存更為經(jīng)濟。海洋油氣儲運裝備用金屬材料海洋油氣儲存方法可分為常溫加壓、常78對不同儲運方式及液化溫度的液化氣采用不同的材料制造儲罐和儲輪：液化石油氣（LPG）的主要成分為丙烷（液化溫度：-42℃）、丙烯（液化溫度：-47.7℃）、丁烷（液化溫度：-0.5℃）等。常壓冷藏式LPG儲罐和儲輪采用2.25%Ni鋼或調質型鋁鎮(zhèn)靜鋼（Si-Mn系）等低溫鋼制造，美國牌號分別為ASTMA203和ASTMA537，常壓加壓式球形儲罐采用調質型HT60～HT80高強鋼制造對不同儲運方式及液化溫度的液化氣采用不同的材料制造儲罐和儲輪79液化乙烯（液化溫度：-104℃）儲罐采用中壓半冷藏儲存方式，其儲罐最初采用低溫用調質型高強度鋼制造，后來采用3.5%Ni鋼，調質型的3.5%Ni鋼為JIS3127SL3N440，最低使用溫度為-110℃液化乙烯（液化溫度：-104℃）儲罐采用中壓半冷藏儲存80液化天然氣（LNG）的主要成份為甲烷（液化溫度：-162℃），并含有乙烷（液化溫度：-89℃）、丙烷、CO2（在-78.5℃下為干冰）及硫化氫（液化溫度：-59.5℃）等，因此需要能承受更低溫度的低溫材料制造儲存容器。常壓冷藏式儲罐用得最多的低溫材料是9%鎳鋼（可保證-196℃下的韌性）；鋁合金A5083（易焊接的Al-Mg合金，最低使用溫度可達-273℃）；奧氏體不銹鋼（304、304L、316、316L、347，最低使用溫度可達-273℃）；以及在薄膜型液輪中應用的36%鎳鋼（因瓦合金，是一種低膨脹合金，又稱殷鋼，一般使用厚度為0.7mm）。液化天然氣（LNG）的主要成份為甲烷（液化溫度：-162℃）81結語2009年2月11日，國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議，審議并原則通過《船舶工業(yè)調整振興規(guī)劃》。會議強調，要加快自主創(chuàng)新，在新增中央投資中安排產(chǎn)業(yè)振興和技術改造專項，支持新型自升式鉆井平臺等海洋工程裝備和重點配套產(chǎn)品研究開發(fā)。要培育新的經(jīng)濟增長點，努力開拓國際市場，擴大海洋工程裝備國際市場份額。結語2009年2月11日，國務院總理溫家寶主持召開國務82NewMaterialsChallenges----AnAlternateEnergySourceFromTheSea

(Rath,NRL,NAVY,USA)Inthe21stCentury:Energy,Water,EnvironmentOilasafiniteresource:2000—1975,increaseof50%;2010atpeak;2050,decreasesNaturalgasreserve,consumption&importNewMaterialsChallenges----83EnvironmentalBenefitsofMethaneasaFuelMethaneGasHydrates(Clathrates)MixedHydrates(propertiesofIceandClathrateHydrates)JapanDeepTowedAcousticGeophysicsSystem(DTAGS)深海牽引MethaneFuelBiologyBatteryEnvironmentalBenefitsofMeth84Hydratesamples

Hydratesamples85DeepTowedAcousticGeophysicsSystem(DTAGS)DeepTowedAcousticGeophysics86

DeepSeaDrillingProgram(DSDP)

DeepSeaDrillingProgram87AlasksDrillAlasksDrill88DrillBoatDrillBoat89MethaneHydratesAbundantaffordableandenvironmentallysoundsourceofthe21stCentury21世紀豐富而環(huán)境友好的能源MethaneHydratesAbundantaffor90謝謝!謝謝!91海洋工程用金屬材料海洋工程用金屬材料921．前言2，海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況3，海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料1．前言931．前言1．前言9421世紀是海洋的世紀2001年全球海洋產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值已達1.3萬億美元，預計到2010年將進一步上升到3萬億美元以上。海洋經(jīng)濟：海洋漁業(yè)、海洋運輸、海洋旅游、海洋食品、海洋勘探、海洋油氣、海洋礦物（海底錳結核）、海洋新能源（潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電、可燃冰等）、海洋生物工程（提取海洋生物制品治療癌癥和糖尿病等疾病、提取無污染殺蟲劑和化妝品等新原料）等等21世紀是海洋的世紀95海洋油氣產(chǎn)業(yè)、海洋旅游產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代海洋漁業(yè)、海洋交通運輸業(yè)已成為目前海洋經(jīng)濟的四大支柱產(chǎn)業(yè)。海洋油氣產(chǎn)業(yè)是全球最大的海洋產(chǎn)業(yè)。海洋油氣產(chǎn)業(yè)、海洋旅游產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代海洋漁業(yè)、海洋交通運輸業(yè)已成96全球的海洋石油儲量約占整個地球石油總儲量的45%。世界各國可利用的鉆井平臺總數(shù)中有41%役齡已超過20年，需要在5年左右的時間內更新。近海區(qū)域油氣資源因開采而不斷減少，需要向深海發(fā)展。全球的海洋石油儲量約占整個地球石油總儲量的45%。97

海洋平臺是在海洋上進行作業(yè)的場所。海洋石油鉆探與生產(chǎn)所需的平臺，主要分鉆井平臺和生產(chǎn)平臺兩大類。在鉆井平臺上設鉆井設備，在生產(chǎn)平臺上設采油設備。平臺與海底片口有立管相通。平臺是進行海上鉆井與采油作業(yè)的一種海洋工程結構。海洋平臺一般都高出海面，能夠避免波浪的沖擊。型式有三邊形、四邊形或多邊形。上下兩層甲板或單層甲板面供安裝、儲存鉆井或采油設備用。

98海洋工程用金屬材料課件99按運動方式，可分為固定式與移動式兩大類

群柱式樁基式腿柱式海洋平臺固定式移動式樁式重力式浮式坐底式順應式船式半潛式坐底式自升式獨立腿式沉墊式牽索塔式張力腿式海洋平臺的分類按運動方式，可分為固定式與移動式兩大類群柱式海洋100半潛式鉆井平臺

半潛式鉆井平臺，又稱立柱穩(wěn)定式鉆井平臺。它是大部分浮體沉沒于水中的一種小水線面的移動式鉆井平臺，它從坐底式鉆井平臺演變而來，由平臺本體、立柱和下體或浮箱組成。此外，在下體與下體、立柱與立柱、立柱與平臺本體之間還有一些支撐與斜撐連接，在下體問的連接支撐一般都設在下體的上方，這樣，當平臺移位時，可使它位于水線之上，以減小阻力；平臺上設有鉆井機械設備、器材和生活艙室等，供鉆井工作用。平臺本體高出水面一定高度，以免波浪的沖擊。下體或浮箱提供主要浮力，沉沒于水下以減小波浪的擾動力。平臺本體與下體之間連接的立柱，具有小水線面的剖面，主柱與主柱之間相隔適當距離，以保證平臺的穩(wěn)性，所以又有立柱穩(wěn)定式之稱。

半潛式鉆井平臺

半潛式鉆井平臺，又稱立柱穩(wěn)定101海洋工程用金屬材料課件102鉆井船

鉆井船是設有鉆井設備，能在水面上鉆井和移位的船，也屬于移動式(船式)鉆井裝置。較早的鉆井船是用駁船、礦砂船、油船、供應船等改裝的，現(xiàn)在已有專為鉆井設計的專用船。目前，已有半潛、坐底、自升、雙體、多體等類型。鉆井船在鉆井裝置中機動性最好，但鉆井性能卻比較差。鉆井船與半潛式鉆井平臺一樣，鉆井時浮在水面。井架一般都設在船的中部，以減小船體搖蕩對鉆井工作的影響，且多數(shù)具有自航能力。鉆井船在波浪中的垂蕩要比半潛式平臺大，有時要被迫停鉆，。增加停工時間，所以更需采用垂蕩補償器來緩和垂蕩運動。鉆井船適于深水作業(yè)，但需要適當?shù)膭恿Χㄎ辉O施。鉆井船適用于波高小、風速低的海區(qū)。它可以在600m水深的海底上進行探查，掌握海底油、氣層的位置、特性、規(guī)模、貯量，提供生產(chǎn)能力等

鉆井船

鉆井船是設有鉆井設備，能在水面上鉆井和移位的103海洋工程用金屬材料課件104

生產(chǎn)平臺通常又叫浮油平臺，是專門從事海上油、氣等生產(chǎn)性的開采、處理、貯藏、監(jiān)控、測量等作業(yè)的平臺。有的是單個平臺，也可由幾個不同用途的平臺扭引橋相連，組成石油生產(chǎn)基地。按建筑材料可分為鋼筋混凝土平臺和鋼質平臺；按結構型式可分為固定式平臺和移動式平臺。固定式平臺又可分為樁基式與重力式兩種；移動式平臺又可分為自升式與張力腿式、牽索塔式等。

生產(chǎn)平臺

生產(chǎn)平臺通常又叫浮油平臺，是專門從事海上油、氣等生產(chǎn)105

1、重力式采油平臺它一般都足鋼筋混凝土結構，作為采油、貯存和處理用的大型多用途平臺，它由底部的大貯油罐、單根或多根立柱、平臺甲板和組裝模塊等部分組成，規(guī)模較大的，可開采幾十口井，貯油十幾萬噸，平臺的總重量可高達數(shù)十萬噸。各類平臺，根據(jù)作業(yè)要求，配備相應的采油，處理及生活等設施。1、重力式采油平臺106海洋工程用金屬材料課件107

2、導管架式平臺樁基式平臺用鋼樁固定于海底。鋼樁穿過導管打入海底，并由若干根導管組合成導管架。導管架先在陸地預制好后，拖運到海上安裝就位，然后順著導管打樁，樁是打一節(jié)接一節(jié)的，最后在樁與導管之間的環(huán)形空隙里灌入水泥漿，使樁與導管連成一體固定于海底。這種施工方式，使步上工作量減少。平臺設于導管架的頂部，高于作業(yè)區(qū)的波高，具體高度須視當?shù)氐暮r而定，一般大約高出4-5m，這樣可避免波浪的沖擊。樁基式平臺的整體結構剛性大，適用于各種土質，是目前最主要的固定式平臺。但其尺度、重量隨水深增加而急驟增加，所以在深水中的經(jīng)濟性較差。2、導管架式平臺108海洋工程用金屬材料課件109

3、張力腿式平臺

張力腿式平臺是利用繃緊狀態(tài)下的錨索鏈產(chǎn)生的拉力與平臺的剩余浮力相平衡的鉆井平臺或生產(chǎn)平臺。一般來說，半潛式平臺的錨泊定位系統(tǒng)，都是利用錨索的懸垂曲線的位能變化來吸收平臺在波浪中動能的變化。懸垂曲線鏈的特征之一是鏈的下端必須與水底相切，以保證錨柄不會從水底抬起，這樣就可保證錨的抓力。張力腿式平臺也是采用錨泊定位的，但與一般半潛式平臺不同，其所用錨索是繃緊成直線的，不是且懸垂曲線的，鋼索的下端與水底不是相切的，而是幾乎垂直的。用的錨是樁錨（即打入水底的樁作為錨用），或重力式錨（重塊）等，不是一般容易起主的轉爪錨。張力腿式平臺的重力小于浮力，所相差的力可依靠錨索向下的拉力來補償，且此拉力應大于波浪產(chǎn)生的力，使錨索上經(jīng)常有向下的拉力，起著繃緊平臺的作用。3、張力腿式平臺110海洋工程用金屬材料課件111

4、牽索塔式平臺

牽索塔式平臺是一瘦長的桁架結構，其下端依靠重力基座坐落于海底或是依靠支柱加以支撐，其上端支承作業(yè)甲板。桁架的四周用鋼索、重塊、錨鏈和錨所組成的錨泊系統(tǒng)加以牽緊，使它能保持直立狀態(tài)。由于這種平臺是由錨泊系統(tǒng)牽緊的，它在小風浪時僅發(fā)生微幅擺動；風浪大時，由于桁架結構擺動幅度大，會把重塊拉得離開海底，從而要吸收掉風浪的一部分能量，因此平臺仍可維持在許可范圍內擺動。這種平臺結構簡單，構件尺寸小，故所受到的風、浪、流的作用力也小。這種平臺能適用于300～600m水深的海域。但若水深超過600米，則由于要提高桁架的抗彎能力，建造時所耗用的材料會大大增加，經(jīng)濟上不一定合算。

4、牽索塔式平臺112海洋工程用金屬材料課件113我國是僅次于美國的全球第二大石油消費國。2020年我國石油消費需求量為4.0～4.5億噸，國內可供量為1.8～2.0億噸。石油的對外依存度將從目前的接近50%，進一步上升到55%，遠遠超過國際公認的30%警戒線我國是僅次于美國的全球第二大石油消費國。114目前國內石油產(chǎn)總量的70%集中在普遍進入開發(fā)后期。我國所管轄的海域蘊藏著豐富的油氣資源，初步估算可達388億噸油氣儲量，其中我國南海油氣資源被稱為“第二個中東”。水深不超過200米的近海大陸架，如渤海灣、珠江口和南海北部灣等海域的原油當量產(chǎn)量已達4000萬噸左右。

目前國內石油產(chǎn)總量的70%集中在普遍進入開發(fā)后期。115我國南海北部的海域地質、地球物理與地球化學調查也揭示了存在天然氣水合物的可能性，這種通常埋藏在深水區(qū)域淺表層的天然氣水合物，極有可能成為接替常規(guī)石油和天然氣的新能源。我國南海北部的海域地質、地球物理與地球化學調查也揭示了存在天1162．海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略2.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況2.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距2．海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)1172.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略

主要包括海洋石油和天然氣的鉆井平臺、采油平臺、鉆井成套設備、鉆井采油設備、油氣分離處理設備、油氣集輸設備等核心工程設備，以及鉆井輔助采油設備、海洋船舶工程通用系統(tǒng)等配套工程設備。海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)是涉及國家能源穩(wěn)定和國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)

2.1海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的范圍界定與戰(zhàn)略

主要包括海洋石油1182.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況世界100多個沿海國家都在海洋油氣產(chǎn)業(yè)上加大投資和開發(fā)力度。目前已有60多個國家進行深水油氣的勘探和開發(fā)，形成嚴峻的區(qū)域競爭格局。產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品研制主要掌握在北美、西歐及東亞地區(qū)的少數(shù)發(fā)達國家手中。2.2世界海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況世界100多個沿海國119北美地區(qū)的美國在世界海洋油氣資源開發(fā)技術方面仍保持主導地位美國的關鍵技術設備，國內成套率和全球市場份額居世界各國之首。世界海洋石油技術裝備市場份額的50%以上為美國的跨國公司所占據(jù)，休斯敦已成為全世界海洋石油技術開發(fā)中心。拉美地區(qū)的巴西是發(fā)展中國家中海洋石油設備國產(chǎn)化程度最高的國家，其海底完井裝置數(shù)量為全球之最。北美地區(qū)的美國在世界海洋油氣資源開發(fā)技術方面仍保持主導地位120歐洲的英國和法國是除美國之外海洋石油工業(yè)技術發(fā)展較為成熟的國家英國的動力定位技術法國的高壓石油軟管制造技術挪威的水泥重力平臺設計制造技術意大利的海上鋪管、管線涂敷，全液壓無線絞車新型鉆井技術和裝備瑞典的動力定位鋪管技術荷蘭的大噸位海上浮吊裝備和海底工程地質調查技術德國的海上液壓工業(yè)裝備技術、大功率變頻電力拖動技術歐洲的英國和法國是除美國之外海洋石油工業(yè)技術發(fā)展較為成熟的國121亞洲的日本、韓國在海洋工程制造領域快速發(fā)展日本依靠造船、冶金、電子技術的全球優(yōu)勢，在油氣開發(fā)平臺、海洋工程結構、石油管材及平臺配套設備方面取得了重大突破。韓國的海洋平臺建造技術以價格低廉、交貨迅速、質量上乘的優(yōu)勢在奪標方面往往超過美國、英國、法國、日本等，目前世界上已建成的超深水半潛式和浮船式鉆井平臺大部分來自韓國。亞洲的日本、韓國在海洋工程制造領域快速發(fā)展日本依靠造船、冶1222.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，取得了顯著的成績。從1970年至今，共設計建造了移動式鉆井平臺12座、固定式（導管架）采油平臺65座、浮式生產(chǎn)儲油船（FPSO）11條、半潛式鉆井平4座等。已能制造成套1500～7000m等系列鉆機及配套設備、4500m修井機、平臺采油樹、13.75in×69mpa防噴器等用于海上平臺鉆井和采油裝備。2.3我國海洋油氣開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與差距我國海洋油氣開發(fā)裝123與市場需求和國外水平相比，還存在著很大差距，特別是深海油氣開發(fā)裝備。

我國開發(fā)的導管架平臺應用僅限于100米水深以內，而國際上已研究開發(fā)作業(yè)水深3000米以上的第六代半潛式鉆井平臺。海洋油氣鉆井設備的最大鉆井深度雖能達到7000米，但國際上海洋油氣的最大鉆井深度可達9000～12000米。國內廠商基本上停留在船體制造上，設備大多數(shù)由國外建造配套。海洋油氣開發(fā)裝備的落后，已經(jīng)成為制約我國海洋經(jīng)濟發(fā)展的主要瓶頸之一。與市場需求和國外水平相比，還存在著很大差距，特別是深海油氣開1243海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.3海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料3海洋油氣開發(fā)裝備用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型125海洋油氣開發(fā)裝備海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物、海洋油氣鉆采設備、海洋油氣輸送貯藏設備和其它輔助配套工程裝備。其中海洋油氣鉆采平臺通常分為可變換位置的移動式結構和固定于海底的固定式結構物。移動式結構具有代表性的是自升式鉆探平臺和半潛式鉆探平臺，主要用于勘探鉆井及試開采。在試開采后確認有商業(yè)價值，便安裝固定式采油平臺。固定式采油平臺主要有導管式平臺、重力式平臺、牽索塔式平臺、張力腿式平臺及單立柱式平臺等隨著海上油田離岸距離的增大，一種新型的油氣開采平臺FPSO（海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)）在上世紀80年代興起后，現(xiàn)已得到廣泛應用。海洋油氣開發(fā)裝備海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物、海洋油氣鉆126海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）作為高技術、高附加值的新型海上石油開采關鍵設備，已成為世界海上油田開發(fā)的主流方式，它自20世界80年代興起，現(xiàn)已得到廣泛應用，截止2008年3月底，全球運營的FPSO有212臺。該系統(tǒng)由一艘浮式生產(chǎn)儲油輪和一艘穿梭油輪組成，以浮式生產(chǎn)儲油輪為基礎，對開采的石油進行儲存，隨后通過穿梭油輪外輸，它是集生產(chǎn)和生活系統(tǒng)為一體的海洋石油生產(chǎn)基地。FPSO與海洋平臺相比具有初期投資少、建造周期短、遷移方便、可重復使用及不需鋪設長距離輸油管線等優(yōu)點，最大作業(yè)水深2000米。海洋浮式生產(chǎn)儲油系統(tǒng)（FPSO）127浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)

FloatingProductionStorageandOffloading浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)

FloatingProduc128海洋工程用金屬材料課件129海洋工程用金屬材料課件1303.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材料的要求3.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料3.1.1海1313.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材料的要求海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物，處在風、浪、流、海水腐蝕、甚至嚴寒的惡劣環(huán)境下工作，特別在深海域，還受到海洋密度分層產(chǎn)生的內波影響及水波流場和結構物相互作用的勢流動力學影響，因此往往具有特殊的結構形式，并且在材料上提出了比船舶用鋼更高的要求。3.1.1海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物工況特點和對金屬材132硫含量和Z向性能的要求

（我國船舶檢驗局規(guī)定）

Z向性能（板厚方向的斷面收縮率Ψz）

硫含量和Z向性能的要求

（我國船舶檢驗局規(guī)定）Z向性能（板133強度和韌性要求要求屈服強度高，特別是移動式平臺，要求采用400～690MPa級高屈服強度的鋼材。對韌性的要求高。在寒冷地區(qū)，需要有足夠的低溫韌性。強度和韌性要求要求屈服強度高，特別是移動式平臺，要求采用40134耐腐蝕性能要求海洋結構物在海洋環(huán)境下將受到潮流、鹽分、水溫、微生物等腐蝕影響，并且在海水中的不同部位（海洋大氣帶、飛濺帶、潮差帶、全浸帶和海土帶）受到的腐蝕情況不同。耐腐蝕性能要求海洋結構物在海洋環(huán)境下將受到潮流、鹽分、135海洋大氣帶的腐蝕為海洋大氣腐蝕海洋大氣中有大量含鹽微粒的水氣，加上雨、霧、風速、相對濕度等氣象因素，海洋大氣腐蝕要比其它類別的大氣腐蝕嚴重。耐海洋大氣腐蝕的有效合金元素Cu、P、Si、Al、Mo、Cr等，其中效果最顯著的元素為Cu、P，不與海水直接接觸的海洋結構物部分可采用耐海洋大氣腐蝕鋼。海洋大氣帶的腐蝕為海洋大氣腐蝕海洋大氣中有大量含鹽微136飛濺帶一般是指平均潮位受到波浪作用的上限部分受到海水交替的干濕變化，溶解的氧量也比較多。由于日光的照射使溫度升高，再加上海面的污損生物、浮油等的附著以及臺風、流水等促進腐蝕因素，所以腐蝕極為劇烈，是海水腐蝕環(huán)境中腐蝕最嚴重的部位，其腐蝕速度可達到全浸帶的好幾倍。提高鋼在飛濺帶的耐腐蝕能力的有效合金元素P、Cu、Mo、Ni、Cr、Si、W、Ti等，效果最顯著的元素為P、Cu、Mo。飛濺帶一般是指平均潮位受到波浪作用的上限部分受到海水交替的137潮差帶和飛濺帶同樣也是腐蝕嚴重的部位但由于潮差帶的供氧情況比下部的全浸帶好，在潮差帶和全浸帶之間形成的氧的濃差電池，使潮差帶作為該電池的陰極而受到保護，使腐蝕的速度和程度降低，提高鋼在潮差帶的耐腐蝕能力，可選用與飛濺帶相同的有效合金元素。潮差帶和飛濺帶同樣也是腐蝕嚴重的部位但由于潮差帶的供氧138全浸帶指潮差帶與海底之間海水浸沒的部分全浸帶由于上述氧濃差電池作用和海水流動造成金屬上氧的不均勻分布形成的氧濃差電池及海洋生物的作用，加上不同的金屬接觸所產(chǎn)生的電化學腐蝕，所以除了金屬的均勻腐蝕，還會產(chǎn)生局部腐蝕或點蝕。減輕材料在全浸帶腐蝕的有效元素Cr、P、Al、Mo、Si等，特別是Cr。在深海，由于含氧量少，海水溫度隨水深而降低，海洋生物附著減少，同時海水流速也減慢，所以腐蝕速度反較慢，合金元素效果也變得不明顯。全浸帶指潮差帶與海底之間海水浸沒的部分全浸帶由于上述氧濃差139海土帶中氧極少，所以腐蝕也最輕。對部分埋在海底，部分裸露在海水中的鋼結構，由于氧的氧濃差電池作用，加快了埋在海土中的部分鋼的腐蝕。在海土中，特別是在淺海海土中，由于從陸地上流入的污染土中存在大量促進腐蝕的微生物，腐蝕較為劇烈。海土帶中氧極少，所以腐蝕也最輕。對部分埋在海底，部分裸露在140冷加工性要求

一般船體結構用鋼，即使是大型船舶用鋼，僅用30～50mm厚的鋼板，但海底石油采掘設備等大型海洋結構物則需要用60～70mm，甚至更厚的鋼板，而且主要是進行冷加工，因此需要鋼板有更好的冷加工性能。冷加工性要求一般船體結構用鋼，即使是大型船舶用鋼，僅用141焊接性能要求

大型海洋結構物大多是管件，圓形構架狀的組合，形狀變化大，往往需要將數(shù)據(jù)組合的管子在應力集中處進行焊接，并且大多在露天或海上作業(yè)條件很差的情況下焊接，所以要求材料有比艦船用鋼更好的焊接性能和更便于焊接操作的條件。焊接性能要求大型海洋結構物大多是管件，圓形構架狀的組合1423.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物主要采用鋼質材料建造，大量使用的鋼材是焊接高強度結構用鋼和焊接低合金高強度耐海水腐蝕用鋼，它們除了按各種船級社規(guī)范進行要求外，常常還要求耐層狀撕裂性能和焊接接頭的COD性能，比規(guī)范要求更為嚴格。3.1.2海洋油氣鉆采平臺等大型海洋結構物用金屬材料海1433.1.2.1海洋油氣鉆采平臺用焊接高強度結構鋼對平臺的本體結構物必須充分考慮結構是否會因水壓產(chǎn)生彎曲變形，并且在施工時使用冷熱加工及焊接接頭必須滿足疲勞強度，通常采用抗拉強度為500MPa級的正火型高強鋼，鋼板厚度通常不大于130mm，不建議用調質型高強鋼。3.1.2.1海洋油氣鉆采平臺用焊接高強度結構鋼對平臺144海洋油氣鉆采平臺經(jīng)常采用的焊接高強度結構用鋼屈服點為320MPa的AH32-EH32鋼、屈服點為360MPa的AH36-EH36鋼、屈服點為390～690MPa級鋼，如美國的ASTMA537C1.2,A543,A633Gr.E,A678Gr.D,A710Gr.C,A737Gr.C，英國的BS436055E和55F，挪威的NVF420和460，日本的KA43、47、51、56、63、63N、70、70N、KD43、47、51、56、63、63N、70、70N，KE43、47、51、56、63、63N、70、70N，KF43、47、51、56、63、63N、70、70N等。海洋油氣鉆采平臺經(jīng)常采用的焊接高強度結構用鋼屈服點為31453.1.2.2海洋油氣鉆采平臺用焊接低合金高強度耐海水腐蝕用鋼

海洋環(huán)境對鋼的腐蝕情況非常復雜，目前還沒有一個低合金鋼號能全面達到海洋環(huán)境的要求。目前國外工業(yè)生產(chǎn)的低合金耐海水腐蝕用鋼按成份系列可分為:Ni-Cu-P系、Cr-Nb系、Cr-Cu系、Cr-Al系、Cr-Cu-Si系、Cr-Cu-Al系、Cr-Cu-Mo系、Cr-Cu-P系、Cr-Al-Mo系等，以下介紹典型的鋼號。3.1.2.2海洋油氣鉆采平臺用焊接低合金高強度耐海水腐蝕146美國的Mariner鋼

Ni-Cu-P系的半鎮(zhèn)靜鋼，其屈服強度和抗拉強度分別為：355MPa和490MPa以上，特點是在飛濺帶的耐海水腐蝕性能好，為普通碳素鋼的2～3倍，即使在沒有混凝土包履等防護措施的情況下，也能長期的使用，而且很少發(fā)生點蝕。但此鋼中含P量較高（0.08～0.15%P），不適宜厚度大于20mm鋼板的焊接，不能用于焊接的海洋結構物，主要用作護堤、筑堤等用的鋼樁。美國的Mariner鋼Ni-Cu-P系的半鎮(zhèn)靜鋼，其147日本的Mariloy鋼

該鋼針對美國“Mariner”鋼P含量高、焊接性能差及全浸帶耐腐蝕性能差的問題而研制的耐海水腐蝕鋼，包括2個強度級別（σs≥400MPa和σb≥490MPa），三種不同海水部位（飛濺帶、全浸帶、飛濺帶和全浸帶）的6個鋼號，它們是鋼中含P量≤0.03%的Cr-Cu系低合金耐海水腐蝕鋼，其中Mariloy鋼P50的σs≥325MPa，σs≥490MPa，在飛濺帶的耐腐蝕性能是普通碳素鋼的2倍左右，用于系船浮標、鋼樁等，適用厚度6～25mm。日本的Mariloy鋼該鋼針對美國“Mariner”148法國的APSCr-Al鋼

該鋼包括APS20A、APS20M、APS25三個鋼號,它們均含有4%Cr，APS20A含有0.90%Al，APS20M含有0.90%Al和0.15%Mo，APS25含有0.60%Al和0.15%Mo及0.80%Ni。正火后20mm以下鋼材的強度為：APS20A、APS20M的σs≥310MPa，σs≥490MPa；APS25的σs≥590MPa，σs≥835MPa；它們的耐海水腐蝕性能大大優(yōu)于碳鋼，在海水中全浸46個月的對比腐蝕試驗表明，為碳鋼的2.18～3.23倍，它們在焊接時不需要預熱或焊后熱處理，但以650℃消除應力為宜；缺點是該鋼有晶粒長大傾向，因此要防止過熱，并且除氬弧焊外，不能做到含Al均勻的焊縫；APSCr-Al鋼用于制造船舶管道、海水制水設備、防波堤的護板、閘門、渡船、救生艇、鹽器設備等.法國的APSCr-Al鋼該鋼包括APS20A、A149我國從1965年起開始研制耐海水腐蝕鋼

試驗鋼號近200種，其中10Cr2MoAlRE、08PVRE、09MnCuPTi、10MnPNbRE、10NiCuAs、10CrMoAl等已通過鑒定，但除了少數(shù)用戶因個別工程需要訂貨外，尚未推廣開來，應用少，產(chǎn)量也少，多用在鋼板樁、海水冷凝器、輸海水管線、管樁、船塢閘門等方面，尚未涉及大型的固定式和移動式海洋結構物。我國從1965年起開始研制耐海水腐蝕鋼試驗鋼號近201503.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備1513.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求

隨著油氣資源的枯竭，對原來曾拋棄的具有腐蝕環(huán)境的油氣井重新進行開采，特別是上世紀70年代初開始的石油危機以來，隨著海洋油氣的全面開發(fā)，各類工況的油氣井越來越多，含有腐蝕性氣體的油氣井日益增加，鉆采的深?；?，寒冷化和鉆采技術的進步，使鉆采設備的工況變得更加復雜。3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求152腐蝕問題CO2腐蝕和硫化物腐蝕（H2S應力腐蝕）；酸處理腐蝕，為了提高油氣生產(chǎn)率、回收率，采用注入強酸（如1.5%HF+13.5%HCl+緩蝕劑）技術，增加地層溶解帶來的腐蝕；工作液腐蝕，隨著開發(fā)井的高壓化，往往采用在套管和油氣流動管道之間流入高比重、高濃度金屬鹵化物工作液的技術，帶來管道表面的應力腐蝕。腐蝕問題CO2腐蝕和硫化物腐蝕（H2S應力腐蝕）；酸處153溫度問題

深井帶來的高溫環(huán)境：由于油氣的高深度帶來鉆采溫度的升高；低溫海水帶來的石蠟析出問題：深海油氣生產(chǎn)中由于受深海低溫海水的影響，管內油氣溫度下降引起管內內壁折出石蠟，使流速下降而降低生產(chǎn)率。溫度問題深井帶來的高溫環(huán)境：由于油氣的高深度帶來鉆采溫154對環(huán)境污染問題油井管螺紋接頭經(jīng)常采用石墨、重金屬、黃油構成的潤滑劑和接頭磨損后油氣泄漏帶來的海洋環(huán)境污染問題。對海洋油氣鉆采設備用金屬材料有高耐蝕性、高強度、對輸送流體有保溫性、必要的螺紋接頭性及限制使用對海洋環(huán)境造成污染的物質等要求。對環(huán)境污染問題油井管螺紋接頭經(jīng)常采用石墨、重金屬、黃油構成的1553.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料

油氣鉆采是無縫鋼管最大的用戶，消耗最多的油套管一般采用屈服強度400～800MPa的碳錳鋼和低合金鋼制造；對于有酸性氣體(CO2，CO2+H2S)和氯離子腐蝕的油、氣井，需要采用耐腐蝕的不銹鋼甚至鎳基合金做油套管和輸送管。3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料油氣鉆采是無縫鋼管156海洋工程用金屬材料課件157隨著海洋油氣的全面開發(fā)，含有腐蝕性氣體的油氣井逐步增多，為適應高深度化(高溫高壓)、深海化、寒冷化環(huán)境要求和水平挖掘等技術的進步，油井管也向高度化多樣化發(fā)展，碳鋼和低合金鋼油井管已不能適應海洋油氣開發(fā)的要求，對雙相不銹鋼油井管和高強度的不銹鋼無縫管(13%Cr～15%Cr)的需求愈來愈多，但由于雙相不銹鋼管的價格高，使用量受到限制，在高強度馬氏體不銹鋼13Cr無縫管的基礎上又發(fā)展了超級馬氏體不銹鋼無縫管。隨著海洋油氣的全面開發(fā)，含有腐蝕性氣體的油氣井逐步增多158海洋工程用金屬材料課件159

超級馬氏體不銹鋼無縫管由于含碳量極低，Cr、Ni、Mo含量高，因此耐腐蝕性能和高溫性能提高，更能適應大多數(shù)較惡劣海洋環(huán)境的油氣井條件。超級馬氏體不銹鋼13Cr無縫管可分HP1-13CR、HP2-13CR、UHP-15CR三類，它們的化學成份范圍如下表所示：

超級馬氏體不銹鋼無縫管由于含碳量極低，Cr、Ni、160海洋工程用金屬材料課件1613.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工況特點和對金屬材料的要求3.2.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2海洋油氣鉆采設備用金屬材料3.2.1海洋油氣鉆采設備工1623.3海洋油氣輸送和貯藏設備

用金屬材料3.3.1海洋油氣輸送和貯藏設備工況特點和對金屬材料的要求3.3.2海洋油氣輸送和貯藏設備用金屬材料3.3海洋油氣輸送和貯藏設備

用金屬材料3.3.1海洋油氣1633.3.1海洋油氣輸送和貯藏設備工況特點和對金屬材料的要求海洋油氣輸送用鋼管和海洋油氣貯藏用壓力容器是海洋油氣輸送和貯藏設備的二大關鍵部件，它們直接與海洋油氣接觸，通常承受較大的靜、動載荷，并承受油氣氣流的沖刷和腐蝕，如酸性氣體（CO2,CO2+H2S）和氯離子腐蝕；寒冷地區(qū)的管線，除高強度、高韌塑性、良好的耐油氣腐蝕性能外，還需有足夠的低溫韌性；由于管線的最后拼裝環(huán)焊一般均在野外進行，還必須考慮極地或寒冷季節(jié)低溫環(huán)境對焊接質量的影響，要求有良好的焊接性。貯存和運輸海洋油氣需要的液化石油氣（LPG），液化天然氣（LNG）儲缸或油輪，需要大量低溫鋼制作壓力容器，低溫鋼性能的主要指標是低溫韌性，包括低溫沖擊韌性和韌脆轉變溫度，以及制止裂紋