大连Monel400圆钢生产商

天津荣盛建成商贸有限公司 海洋油气钻井平台装备介绍

导读：海洋工程用钢主要是针对海洋工程装备所需的钢材品种。近年来,随着船舶及海洋石油工业的快速发展，对海洋资源尤其是深海资源的开发,已经成为各国关注的焦点，也对我国造船及海洋工程用钢提出了迫切的要求。目前，我国对于海洋工程高端材料和技术仍需依赖大量进口，下面我们就来具体说说我国海洋工程用钢的情况。

1 背景介绍

海洋工程用钢由于其使用环境的特殊性，对钢材的性能有着非常高的要求。海洋工程装备主要用于海上油气的钻探、开发以及相关配套产品的开发，对产品的可靠性与安全性要求较高。与陆地环境不同，海洋工程装备除要面对高低温、高压、高湿、氯盐腐蚀、微生物腐蚀以及承受海风、海浪、洋流作用,还要面对台风、浮冰、地震等自然灾害,总体上,钢材需要满足较端、特殊环境下的性能需要。

因此,一般情况下海洋工程用钢也是钢材品种中的精品,需要采用高精技术手段和工艺生产。对海洋工程用钢而言,海水中的氯离子腐蚀和微生物腐蚀已经是世界公认的难题,世界上主要发达国家均设立了国家战略项目支持该领域的研究开发。事实上,海洋工程用钢几乎囊括了钢铁材料绝大多数领域品种,本文着重讨论海洋工程结构用钢方面的品种和发展现状。

2  我国海洋用钢分类

我国海洋工程用钢根据其作业类型和特点可分为三大类：海洋平台用钢、海洋能源设备用钢和海底油气管线用钢。

1、海洋平台用钢

海洋平台是在海洋上进行作业的特殊场所，主要用于海上油气的钻探和开发，其中钻探设施主要包括自升式钻井平台(Jack-up)和半潜式钻井平台(Semi-submersible)，开采设施主要包括固定式导管架平台(Jacket)、顺应塔平台(Compliant tower)、张力腿平台(TLP)、立柱式平台(SPAR)以及浮式生产储油装置(FPSO)等。由于海洋平台服役期比船舶类的服役期长50%，采用的钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性和耐海水腐蚀等性能。

目前国际海洋平台用钢主要级别为屈服强度355MPa、420MPa、460MPa.目前我国EH36（屈服强度355MPa）以下平台用钢基本实现国产化。占平台用钢量的90%，但关键部位所需的大厚度、高强度钢材仍依赖进口。

2、海洋能源设备用钢

海洋能源设备主要是利用潮汐、海流、波浪和海水温差进行电力能源开发，除经受风、浪、流的作用外，还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力作用，因此在结构防腐、焊接工艺等方面提出了更高要求，一般采用高强度Z形钢材、大厚度板材和管线钢等。

3、海底油气管线用钢

海底油气管线设备是指海底油气资源开采后的输送装备。由于海洋环境的恶劣性，海底管线用钢在质量稳定、产品性能等方面的要求比陆地管线更高，普遍要求钢管具有很高的横向强度、纵向强度、高低温止裂韧性、良好的焊接性、抗大应变性能，另外还要有较高的抗海水腐蚀性能。

3  高品质用钢开发

 海洋工程装备需要的大量金属材料,主要包括油气钻采、深海研究、海水淡化、特种船舶与发动机所需材料4大类。其中,油气钻采用材有海洋平台结构用钢板、油气钻采和输送用钢板,深海研究用材包括具有强耐腐蚀性能的深海用金属材料和深潜器用金属材料,特种船舶与发动机用材主要有石油天然气船用低温金属材料、船舶柴油机用曲轴和船舶螺旋浆用金属材料等。

有*部门对我国海洋工程用钢需求做了以下估计：

 一、我国海洋油气钻井平台装备的高端部件70%仍须进口,其用钢量每年大于100万吨

 二、FPSO(海上浮式生产储油船)和其他海洋工程辅助船(含船上装备)年用钢量约为100万吨

 三、是浅海海底油气管线用钢年需求量为20万吨~25万吨;四是包括易焊接钢,钻采、海水淡化用高端特殊钢,以及业主指令进口的平台用钢在内的海洋工程特殊钢将大量进口。

  对于高品质造船及海洋工程用钢的开发包括：

1、大线能量焊接船板钢及平台用钢：采用V-N-Ti复合处理技术，开发100KJ/cm以上可大线能量焊接平台钢；采用Mg-Ti复合处理技术，开发100KJ/cm-200KJ/cm的大线能量焊接船体钢。

2、 油船货油舱用耐腐蚀钢：通过**纯净度及添加耐腐蚀合金的方法开发出NS-D32及NS-D36船用板。下底板腐蚀速率仅为传统钢的1/130.

3、大规格船用球扁钢：采用钒氮微合金化+碳氮化钒控制析出轧制工艺开发出43号极限大规格D40球扁钢。

4、高止裂韧性船用钢板：采用TRRP工艺获得表层细晶粒组织，显着提高厚钢板止裂韧性。

5、海洋平台特厚齿条钢：  齿条钢由过去的100mm 、127mm发展为主力船型用的178mm,并逐步增加到210mm,个别达到259mm,服役工况更为苛刻。强韧性匹配要求更高。

6、 9Ni低温钢：20万立方米和25万立方米巨型LNG储罐设计和建造促进了**级9Ni钢的研制和开发，产品厚度达50mm以上。

总 结

虽然我们在海洋工程用钢领域取得了一定成绩，从总量上看，我国海洋工程用钢90%以上已实现国产化，但据下游用户介绍，在核心设备零件用钢的国产化比率尚不足40%，绝大部分高端海洋工程用钢板基本依赖进口。现阶段我国海洋工程用钢的发展有两条主线,一是积极开发高端产品;二是努力提升量大面广产品的质量,增强国际竞争力。要实现我国成为造船强国的战略目标，我们还有大量的关键技术与材料需要突破。

无缝钢管天津荣盛建成商贸有限公司 核电用Inconel690因科乃尔合金管耐热耐腐蚀奥氏体型镍基变形合金天津荣盛建成商贸有限公司宝山钢铁股份有限公司**与民营企业江苏银环精密钢管股份有限公司牵手，合资兴建的宝银特种钢管有限公司将专业生产核电蒸汽发生器用管，打破世界只有法国、日本和瑞典三家生产企业在这一材料领域的垄断。国家**副主任张国宝在成立奠基仪式上说，这是中国核电用材料发展史上一个值得纪念的日子，意味着中国核电用Inconel 690-U型管将结束长期依赖进口的历史。这不仅有利于提升国家钢铁企业的竞争力，而且对**我国核设施长期安全运行具有重要的意义。按照我国核电发展规划，到2020年，中国将新建核电站31座，作为核一级部件的蒸汽发生器用管使用量可达7500吨，市场价值240亿元。他希望，管理上科学高效，把核电蒸发器用U形管项目做成国际*水平。宝钢股份是世界**、我国着名的大型国有企业。其生产的特殊钢在高温合金研究和生产方面处于国内良好地位，曾对核电站蒸发器用合金管材进行了研制，取得了许多宝贵的研究成果。此次与江苏银环合作的宝银特种钢管有限公司的核电蒸汽发生器用管项目奠基，使宜兴成为宝钢股份的特殊钢精品制造基地；而江苏银环近两年开发的用于大型火电机组高、低压给水加热器用的U形无缝钢管，也曾填补国内空白。两者决定在技术、人才、流程、装备上联合，进军国内目前空白的核电蒸汽发生器用管领域，这标志着我国自主生产的核电蒸汽发生器用管正迈开国产化第一步。据悉，新成立的宝银公司注册资本为2亿元，宝钢出资65%，银环出资35%，总投资７.５亿元的核电蒸汽发生器用管项目，预计在2009年7月建成投产。届时将年产规格为Φ12～25.4ｍｍ的Inconel 690合金U型管500吨。按未来国家核电发展规划，可满足每年建造2座100万kw核电站所需的蒸汽发生器用U型管的用量。国外蒸汽发生器传热管的选材基本上经过了三个阶段，**阶段是在50、60 年代，核电发展的初期，主要是选用18 - 8 不锈钢管；*二阶段是在70、80 年代，由于不锈钢管氯离子应力腐蚀问题的大量出现，材料工程师根据石化工程方面的经验，选用镍基高温合金Inconel 600 合金管或铁镍基合金管；*三阶段是80 年代以后，为了解决Inconel 600 合金管在蒸汽发生器一、二次侧介质中的应力腐蚀问题，法、美、日等国联合开发了高抗蚀的Inconel 690（TT）合金管材，90 年代初开始正式应用于工程。目前世界上只有法国Valinox、瑞典Sandvik、日本住友等少数公司生产Inconel 690（TT）合金管材，几乎垄断了蒸汽发生器高性能传热管材供给市场。国内从70 年代开始研制蒸汽发生器传热管材，较初是18 - 8 型不锈钢管，随后又开发了新13 号合金管材。自我国发展核电以来，核蒸汽发生器传热管材就基本是引进国外管材。值得注意的是，引进管材的品种也是随合作对象和当时的技术状态而变化，我国自行设计的秦山一期核电站与欧洲联系较多，选用的是当时德国人看好的Incoloy800 合金管；法国设计的大亚湾核电站选用了当时开发成功不久的Inconel 690（TT）合金管材；秦山二期和岭澳核电站都选用了当前较流行的Inconel 690（TT）合金管材。

目前几乎所有新设计和在建核电站的蒸汽发生器都选用Inconel 690（TT）合金管材为传热管，并且许多原来使用18 - 8 不锈钢管或Inconel 600 合金管的蒸汽发生器机组也纷纷更换为Inconel 690（TT）传热管。按*三代核技术对Inconel 690 合金管的需求，国内每年至少需要350t 的Inconel 690 管材，才能满足200 万kW核电机组的建设。Inconel 690 合金是一种具有优异抗多种水性介质和高温气氛侵蚀能力的镍基变形合金。它还具有高的强度，良好的冶金稳定性和优良的加工特性。由于Inconel 690 合金有显着的抗氧化能力及具有优异的抗应力腐蚀能力，因而被广泛应用于核蒸汽机中，是核蒸汽发生器压水反应堆的重要设备，Inconel690（TT）合金管是国外80 年代开发成功的*三代蒸汽发生器传热管材，在反应堆一、二回路介质中具有较高的抗蚀性，取代原来的不锈钢或Inconel600 合金管材，目前国际上在压水堆核电站中基本上都选用镍基Inconel 690（TT）合金管作为蒸发器传热管。Inconel 690（TT）是镍基合金，含碳量不大于0.03%，铬- 镍含量为30Cr - 60Ni - 9Fe。管材的性能与冶金、热处理、制管工艺密切相关，冶金中不仅要控制合金元素杂质的含量，而且要严格控制Mg、Al等元素的含量，管材要经过三次热处理，即退火（Mill Annealing）、特殊热处理（Thermal Treatment）、消除应力（Stress reliving），要严格控制挤压、锻造、轧制工艺。

Inconel 690 合金的主要性能要求是抗晶间应力腐蚀的能力。而晶界的铬贫化、杂质向晶界的偏析、晶间碳化物及其对应力集中的力学效应，都是引起材料腐蚀的原因。因此需对该合金成份的精确控制、选择较佳的化学成份范围、微量元素处理技术以及低成本、高纯度、低杂质含量，同时又能满足钢综合性能的冶炼工艺进行研究。核电蒸发器传热管表面质量要求高，尺寸控制严格，需进行特殊的热处理，采用一般轧制、热处理设备，通常的工艺很难达到要求。需要对制管的工艺进行优化研究，包括挤压、冷拔、冷轧、弯管的制造工艺及中间产品的退火工艺。Inconel 690 U 型管在制造过程中要经过二道真空热处理工艺，一道是直管在无损检测后、另一道是在弯管后。其目的是消除制造应力、改善铬的贫化、优化析出碳化物的形态，消除管弯曲后产生的应力。{标题}{标题}{标题}{图片}{段落}{句子}{句子}{句子}{句子}{句子}据报道，在美国被广泛用作核反应堆蒸汽发生器传热管的Inconel 600合金，对晶间浸蚀和晶间应力腐蚀开裂有高的敏感性，在其一次循环侧和二次循环侧都遭受到了严重的晶间开裂的危害。而Inenel 690合金却恰恰具有在各种水环境中不受晶间应力腐蚀开裂影响的特点。Inconel 690合金与Inconel 600合金在成分上的差异仅仅在于Cr含量不同。前者含Cr 30.0%，后者含Cr 15.5%, 因此，相对于Inconel 600合金而言，性能优异而成分并不复杂，是Inconel  691合金的又一特点。Inconel 690合金的适用技术条件有美国的 ASME Code Case N一20(1484), SB163, SB166,SB167, SB168; ASTM B163, B166, B167, B168, B366;法国的“M4105 零件采购技术规范, 用于压水堆蒸汽发生器管道的无缝镍一铬一铁合金 (NC30Fe)钢管”。Inconel 690合金管材已被承认为美国机械工程师协会锅炉和压力窗口标准下的结构材料。Case N一20 (先前的Case 1484) 已承认该合金为按该标准*1部分*3节建造的核用途压力容器的1类构件。Inconel 690合金中各元素的作用如下：Ni: 增加Ni含量可减小Incone1 690合金在碱液中的应力腐蚀开裂敏感性。Cr: 增加Cr含量可降低Inconel 690合金在含有氯离子和氧的高温水中的应力腐蚀开裂的敏感性。控制在30%可使合金具有高的抗蚀性。Fe: 早期对Inconel 600合金的研究发现，Fe在脱氧纯水或氯化水中具有应力腐蚀开裂敏感性，即Inconel 600 合金在这些环境中有应力腐蚀敏感性的主要原因，而增加Cr含量则可降低应力腐蚀敏感性。C: 在 Inconel 690合金中，在轧制退火状态下，C含量对应力腐蚀开裂抗力只有小的或轻微的影响。但在低温TT处理后，较高的碳含量(在0.02%至0.03%之间)，似乎具有比较低碳含量(约0.01%)更好的应力腐蚀开裂抗力。此外，高碳 (0.03%) 材料显示出比低碳 (0.01%)材料更多的晶内碳化物沉淀的可能。较低的碳含量 (0.017%) 导致比高碳 (0.027%)更大的晶粒长大倾向。Nb 和 B : 如同Mo一样，添加Nb和B对Inconel 690合金的应力腐蚀开裂抗力有不利的影