鋼管在船（chuán）舶與海洋工程中的應用

鋼管在船（chuán）舶與海洋工程中的（de）應用

我國造船業在國民經濟（jì）發展中占有極其（qí）重要（yào）的位置。曾有人研究過，在（zài）116個行業中，造船業的（de）產品涉及了97個（gè）行業，占87%。諸如冶金、材料、機械、微電子、電氣、化工、五金、輕紡、裝潢等（děng），拉動成千上萬家企業的發（fā）展。據相關資料顯示，造（zào）船業中每建造1載重噸，可解（jiě）決上遊3000個勞動崗位。造船業凝聚（jù）了人們（men）的睿智與辛勤（qín）勞動，是國家（jiā）綜合國力的（de）象征（zhēng）。特別是大（dà）型船（chuán）舶和新型（xíng）海洋工程（chéng）的自（zì）主研製，更是衡量一個國家（jiā）能否躋身於世界海洋大國的標準。
　　海洋工程中鋼管應用情況
　　鋼（gāng）管在海洋工程（chéng）中（zhōng）的應用十分普遍。船舶與海洋工程（chéng）兩大體係中大致需求三種類型的鋼管：常規係統中的鋼管、構造中用的鋼管和特殊用（yòng）途的鋼管。
　　1.常規係統中的鋼管
　　不同的船舶與海洋工程，既有常規係統，又有專用係統（tǒng）。
　　船（chuán）舶使用壽命一般為20年。常規係統甚多，主要有艙底水、壓載、疏排水、生活汙水、空（kōng）氣、測量、注入、生活用水（shuǐ）、消防、貨油、掃艙、透氣、惰氣、加熱、洗艙、泡沫滅火、灑水、蒸發（fā）氣（qì）、液位遙（yáo）測、閥門遙（yáo）控等係統，特種船（chuán）舶還包括運輸液化石油（yóu）氣(LPG)、液化天然氣(LNG)等專用係統。海洋工（gōng）程的使用壽命長達（dá）30年，甚至更長。海洋工程中除常規係統之（zhī）外，還有特殊的鑽采設（shè）備係統、原油/液化石油氣/液化天然氣處理的（de）流程係統、特殊的係泊係統、火炬係統，等等。
　　曾有人統計（jì）過，船舶類的管材年消耗量達450萬噸，約（yuē）44萬根，其標準是GB、YB、CB，其中（zhōng）70%的鋼管之間用法蘭連接。僅一艘30萬噸級的超（chāo）大型油船管材用（yòng）量可達數十公裏，僅鋼管用量(包括不鏽鋼管（guǎn）)就有1500噸左右，當然相對（duì）於4萬噸的（de）船體結構用量還是有限的。另外，考慮到同（tóng）一種船舶，要建造（zào）多（duō）艘，還有許多其（qí）他船舶，這（zhè）樣累計用量也就不少。而一艘30萬噸級超大（dà）型FPSO管材數量超過3萬根，長度超過90公裏，是同噸位級別的2～3倍。因此，造船業也就成為鋼管市場的（de）一個大用戶。
　　2.構造中的鋼管（guǎn）
　　海洋（yáng）工程中鋼管的應用，除了上述常規係統與專用係統外，許多構造大量采用鋼管，如導管架、水（shuǐ）下鋼樁、隔水套管、係泊支架（jià）、直（zhí）升機平台、火炬塔架等（děng）。這類鋼管（guǎn）的規格多、材質高，有同徑、異徑，不同壁厚，還有大量的Y、K、T型的管節點。如導（dǎo）管架、鋼樁、井口隔水套等，多為大直（zhí）徑尺寸的（de）鋼（gāng）管，一般都是用鋼板卷製而成。它們（men）的材質為（wéi）E36-Z35、D36-Z35、E36、D36。這（zhè）類鋼管的標準已不是用YB、CB，而主要是GB712-2000。鋼（gāng）管的製作是按我國石油工業標準技術委員會(CPSC)製定的（de）《結構鋼管製造規範》SY/T10002—2000。由於（yú）我國沒有專門企業，所以通常都是由建造單（dān）位購置（zhì）鋼板後自行加工成型。
　　3.特殊（shū）用途（tú）的鋼管
　　特殊用途的鋼管是指特定工作環境和工作（zuò）介質下使用的特種（zhǒng）鋼管。
　　海底輸油管就（jiù）是典型特種鋼管，需求（qiú）量較大，有強度高、公差（chà）小、抗腐蝕性好等特點。目前，我國海底輸油管生產還隻是處於起（qǐ）步階段，原因在於焊接（jiē）材料、抗腐蝕性（xìng）能或規格（gé）少(管徑與壁厚)、價格貴等方麵。
　　我國海上的原油，都需要（yào）保溫輸送。以往采用雙（shuāng）層（céng）鋼管保溫結構，安全可靠。但用鋼管作為保護管是很不經（jīng）濟的，而且海上鋪管作業前，先要進行內外管焊接，大大地降低了鋪管效率，造成安裝費（fèi）用成倍增加。進入21世紀後，人（rén）們推出了一（yī）種混凝土配重鋼管（guǎn）。它的（de）結構是(由（yóu）裏（lǐ）到外)：鋼管、環氧粉（fěn）末(FBE)防腐層（céng）、聚氨酯保溫層（céng）、聚乙烯（xī）(PE)夾克管、鋼筋混凝土配重層(內部配置鋼絲網（wǎng）)。這一類特種鋼管，我國曾從國外進口，如渤海的蓬萊19—3油田一期工程，采用馬來（lái）西亞（yà）BREDEROPRICE公司的產品。我國經過研究與試驗，2002年在塘沽建成國內第一條混凝土配重鋼管的生產線，已為海上多個油（yóu）田提供了數千公裏的管（guǎn）道產（chǎn）品。據悉，采（cǎi）用這種鋼管，每公裏海底管線可降低成本50萬～100萬元，大大降低了海上油田的開發成本，使一批邊際油田得以經（jīng）濟有效地開發。
　　鋼管材料（liào）的要（yào）求
　　海洋工程鋼管設計與選用，都是按船（chuán）級社的海洋工程鋼結構規（guī）範，並參照API(美國石油（yóu）學會)、AISC(美國鋼（gāng）結構學會)、ASTM(美國試驗和材料協會)、ANSI(美國國家標準學會)、ASTM(美國試驗和材料協會)、AWS(美國焊接協會)、NACE(國家防腐工程（chéng）師協會)的規範和準則。對海洋工程鋼管材料的要求，實質上是對鋼板本身的要求，有低碳鋼、高強度鋼、超（chāo）高（gāo）強度鋼、不鏽鋼四大類。在這裏（lǐ）提兩點：
　　(1)海洋工程進口設備極多。有時要求英製的鋼管，鋼管（guǎn）製作質量要求特別高。在海洋工程上屬於特殊（shū）區域的鋼（gāng）管，其所有的焊縫（féng）要求100%超聲波探傷(UT-Ultrasonictesting)和（hé）磁（cí）性探傷(MT-Magnetictesting)。列（liè）入主要結構的鋼管，在縱向焊縫兩端300mm的範圍（wéi）內要求100%UT和MT。
　　(2)管節點的製作屬於海洋工程中重要內容。國外有專門的管（guǎn）節點工廠，而國內都是建造單位自己解決。例如，載重量52000噸“渤海友誼（yì）”號浮式生產儲（chǔ）油裝置(FPSO，中國十大名船之一)的特殊軟剛臂(YOKE)係泊係統中的YOKE與支撐支架、火炬塔架、直升（shēng）機平台支架等有221個管節點，要滿足AISC、AWS的要（yào）求。管路長59公裏(其中遙控液壓管28公裏，遙控（kòng）閥119隻，油艙甲板（bǎn）48路)。船廠（chǎng）為了保證建造質量，從（cóng）千餘名焊工中挑選數十名優（yōu）秀焊工，最（zuì）後15名取得船級（jí）社的（de）6GR資格。海洋工程中（zhōng）為了防止係統中油氣泄漏，鋼（gāng）管不采用法蘭（lán）連（lián）接，而（ér）采用氬弧焊對接。船廠又需專門培養三批TIG焊工。
　　造船與冶金行業關係密切
　　我國造船產量自1995年以來已僅次於日本、韓國，躍居世（shì）界第三。進入21世紀以來，我國造船業迅速發展，完工量（liàng）與（yǔ）接單量已（yǐ）處在世界領先的地（dì）位。2010年是我國爭取（qǔ）進入世界造船強（qiáng）國的一年。據國家（jiā）海洋局2009年發布的《中國海洋發展報告》，我國的海洋勘探處在（zài）早期階（jiē）段（duàn），主要分布在渤海（hǎi）、東南盆地、東海盆地、鶯歌海盆地、北部灣盆地（dì）、珠江口盆地。原油隻占儲量的17.6%，天然氣隻占儲量的11.9%，所以，我國造船業發展空間極大（dà）。
　　造船業與冶金行業關（guān）係非（fēi）常密切。缺失了鋼材，就沒有今天的造船業，充其量停留在木質船時代，更談不（bú）上開發（fā）海洋、利用海洋（yáng）了。兩個（gè）行業存在著相互依賴、相互促進的關係。造船業利用冶（yě）金（jīn）業提供的各種鋼材;冶金業根據造船業的需求，生（shēng）產並研製特殊的造船用鋼。
　　從我（wǒ）國今天（tiān）的造船與石油行業來看，鋼管材料問題值（zhí）得梳理和研究，進一步加強特種鋼管的研究是必要的（de）。現在“海洋工程裝備”和“新材（cái）料”都已列入上海市高新技術產業九大領域之中，正式作為一個獨立產業，呈現在麵前（qián）。相信，特種鋼管的（de）研究（jiū）定能獲得政府部門的有力支持。