海洋工程鋼管材料應用的探討月日PPT學習教案

1、會計學1海洋工程鋼管材料應用的探討月日海洋工程鋼管材料應用的探討月日祝賀上海鋼管行業(yè)協會成立十周年！祝賀上海鋼管行業(yè)協會成立十周年！感謝感謝“上海市金屬學會上海市金屬學會”提供這樣一個機會提供這樣一個機會，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”中中鋼管應用的問題。鋼管應用的問題。第1頁/共46頁講四個方面的內容：講四個方面的內容：一、一、“船舶與海洋工程船舶與海洋工程”鋼管產品的鋼管產品的主要用主要用戶戶二、二、“海洋工程海洋工程”中鋼管產品中鋼管產品應用情況應用情況三、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； 便于聯系。便于聯系。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)主租賃者租賃者設計單位設計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)集團公司（南方公司）中國船舶工業(yè)集團公司（南方公司） 中國船舶重工集團公司（北方公司）中國船舶重工集團公司（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）有限責任公司江南造船（集團）有限責任公司青島北海重工青島北海重工*滬東中華造船（集團）有限公司滬東中華造船（集團）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）有限公司廣州黃埔造船（集團）有限公司*山海關船廠山海關船廠設計單位設計單位七八研究所七八研究所*中船重工船舶設計中船重工船舶設計研究中心有限公司研究中心有限公司*上海船舶設計研究院上海船舶設計研究院廣州船舶及海洋工程設計研究院廣州船舶及海洋工程設計研究院*注：有注：有

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

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計股份有限公司上海京榮船舶工程設計股份有限公司設計公司設計公司（民營）（民營）上海佳豪船舶工程設計股份有限公司上海佳豪船舶工程設計股份有限公司 上海船舶科技有限公司 第10頁/共46頁太平洋造船集團南通聯合重工有限公司太平洋造船集團南通聯合重工有限公司 設計公司設計公司（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頁煙臺萊佛士造船股份有限公司煙臺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、大連中遠船務工程有限公司南通、舟山、大連中遠船務工程有限公司 南通中遠川琦船舶重工有限公司南通中遠川琦船舶重工有限公司 宏華集團有限公司啟東海洋裝備基地（正起步）宏華集團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公司中國石油天然氣集團公司（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） 中國石油化工集團公司中國石油化工集團公司（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.），下設天津分公司、湛江分公司、深圳分公司、油田作業(yè)公司。），下設天津分公司、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.），下設設計公司、建造公司、安裝公司，簡稱），下設設計公司、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采油服務公司（公司（CNOOC Energy Technology & Services - Oil Production Ser

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

10、，在116個行業(yè)中，造船業(yè)的產品涉及了97個行業(yè)，占87%。諸如：冶金、材料、機械、微電子、電氣、化工、五金、輕紡、裝潢等，拉動成千上萬企業(yè)的發(fā)展。據有關資料顯示：造船業(yè)中每建造1載重噸，可解決上游3000個勞動崗位。造船凝聚了成千上萬人們的睿智與辛勤勞動，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，更是衡量一個國家能否躋身于世界海洋大國的標準。第17頁/共46頁“鋼管” 應用十分普遍，并不陌生?！按啊迸c“海洋工程”兩大體系，大致有三種類型的“鋼管”： 設備系統中的；構造中用的；特殊用途的。第18頁/共46頁 1，不同的“船舶”與“海洋工程” 的設備系統，有常規(guī)的，又有專用

11、的。 常規(guī)設備系統甚多，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。 第19頁/共46頁專用設備系統是特種用途“船舶” 與“海洋工程” 所必備的，如運輸液化石油氣（LPG）、液化天然氣（LNG）等的專用系統。“海洋工程”的特殊的鉆采設備系統、原油/液化石油氣/液化天然氣處理的流程系統、特殊的系泊系統、火炬系統等 第20頁/共46頁有人統計過：船舶類的管材年消耗量達450萬噸，約44萬根，其標準是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）管材要數十公里，其中“鋼管”用量（包括不銹鋼管）有1500噸左右。當然相對于4萬噸的船體結構用鋼量還是有限的。然后同一種船舶，要建造多艘；還有許多許多其他船舶，這樣，累計用量也就不少。一艘30萬噸級超大型FPSO管材數量超過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”市場的一個大用戶！第22頁/共46頁2，構造中的“鋼管” 如：導管架、水下鋼樁、隔水套管、系泊支架、模塊支架、直升機平臺、火炬塔架等。這類“鋼管”的特點：規(guī)格多、材質高、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。如導管架、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頁項目項目/海域海域典型構件尺寸（典型構件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質材質導管架導管架結構結構1錦州9-3四腿平臺（水深6.4m）171055，170050167638，9142561022，40616340.63EH36-Z35，DH36旅大5-2八腿平臺（水深32m）200550，19552591438，7622561022，406133000EH36-Z35，DH36陸豐13-2八腿平臺（水深132m） 275080，243880182960，12195591416，610196000DH36-Z35番禺30

14、-1平臺（水深200m）16216EH36-Z35，DH36荔灣3-1平臺（水深205m）36500EH36-Z35，DH36海洋工程典型構造中的鋼管材料第25頁/共46頁項目項目/海域海域典型構件尺寸（典型構件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質材質系泊支架系泊支架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”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的導管架。 2，南海番禺油田水深113m的導管架。 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：強度高、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）、價格貴等方面的

16、問題。第27頁/共46頁項目項目/海域海域典型構件尺寸（典型構件尺寸（mm）總量（噸）總量（噸）材質材質海底管海底管道道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構，安全可靠。但用鋼管作為保護管是很不經濟的，而且海上鋪管作業(yè)前，先要進行內外管焊接，大大地降低了鋪管效率。造成安裝費用成倍增加。 進入21世紀后，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造與端部形式單層混凝土配重鋼管構造與端部形式它的結構是（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（內部配置鋼絲網）。 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用前景。而海上LNG的輸送管道，已成為世界級的難題！ 這一領域與國外相比，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”鋼管標準，是船級社的專用規(guī)范，另有下述學會/協會的的

18、規(guī)范、準則：API（American Petroleum Institute，美國石油學會）AISC（American Institute of Steel Construction Inc.，美國鋼結構學會）ASTM（美國試驗和材料協會）ANSI（美國國家標準學會）ASTM（American Society for Testing Materials，美國試驗和材料協會）AWS（美國焊接協會）NACE（國家防腐工程師協會）第34頁/共46頁對鋼管材料的要求，實質上是對鋼板本身的要求。有低碳鋼、高強度鋼、甚高強度鋼、不銹鋼四大類。材料共性要求是：鋼材等級、化學成分、機械性能、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月材料學會年會上已有專題報告，不作贅述。提兩點： 第35頁/共46頁（1）“海洋工程”進口設備極多。有時要求英制的鋼管。鋼管制作質量要求特別高。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 ）。列入主要結構的鋼管，在縱向焊縫兩端300mm的范圍內要求100% UT和MT。第36頁/共46頁（2）管節(jié)點的制作屬于“海洋工程”中重要內容。國外有專門的管節(jié)點工廠，而國內都是自己解決。例如，載重量52000噸 “渤海友誼”號浮式生產儲油裝置（FPSO，中國十大名船之一）的特殊軟剛臂（YOKE）系泊系統中的YOKE與支撐支架、火炬塔架、直升機平臺支架等有221個管節(jié)點，要滿足AISC、AWS的要求。 第37頁/共46頁船廠為了保證質量，船廠不得不從數余名焊工中挑選數十名優(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