船舶与海洋工程中钢管的应用

我国造船业在国民经济发展中占有极其重要的位置。曾有人研究过，在116个行业中，造船业的产品涉及了97个行业，占87%。诸如冶金、材料、机械、微电子、电气、化工、五金、轻纺、装潢等，拉动成千上万家企业的发展。据相关资料显示，造船业中每建造1载重吨，可解决上游3000个劳动岗位。造船业凝聚了人们的睿智与辛勤劳动，是国家综合国力的象征。特别是大型船舶和新型海洋工程的自主研制，更是衡量一个国家能否跻身于世界海洋大国的标准。
海洋工程中钢管应用情况
钢管在海洋工程中的应用十分普遍。船舶与海洋工程两大体系中大致需求三种类型的钢管：常规系统中的钢管、构造中用的钢管和特殊用途的钢管。
1.常规系统中的钢管www.0834ka.com
不同的船舶与海洋工程，既有常规系统，又有专用系统。
船舶使用寿命一般为20年。常规系统甚多，主要有舱底水、压载、疏排水、生活污水、空气、测量、注入、生活用水、消防、货油、扫舱、透气、惰气、加热、洗舱、泡沫灭火、洒水、蒸发气、液位遥测、阀门遥控等系统，特种船舶还包括运输液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等专用系统。海洋工程的使用寿命长达30年，甚至更长。海洋工程中除常规系统之外，还有特殊的钻采设备系统、原油/液化石油气/液化天然气处理的流程系统、特殊的系泊系统、火炬系统，等等。
曾有人统计过，船舶类的管材年消耗量达450万吨，约44万根，其标准是GB、YB、CB，其中70%的钢管之间用法兰连接。仅一艘30万吨级的超大型油船管材用量可达数十公里，仅钢管用量(包括不锈钢管)就有1500吨左右，当然相对于4万吨的船体结构用量还是有限的。另外，考虑到同一种船舶，要建造多艘，还有许多其他船舶，这样累计用量也就不少。而一艘30万吨级超大型FPSO管材数量超过3万根，长度超过90公里，是同吨位级别的2～3倍。因此，造船业也就成为钢管市场的一个大用户。
2.构造中的钢管www.0834ka.com
海洋工程中钢管的应用，除了上述常规系统与专用系统外，许多构造大量采用钢管，如导管架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、直升机平台、火炬塔架等。这类钢管的规格多、材质高，有同径、异径，不同壁厚，还有大量的Y、K、T型的管节点。如导管架、钢桩、井口隔水套等，多为大直径尺寸的钢管，一般都是用钢板卷制而成。它们的材质为E36-Z35、D36-Z35、E36、D36。这类钢管的标准已不是用YB、CB，而主要是GB712-2000。钢管的制作是按我国石油工业标准技术委员会(CPSC)制定的《结构钢管制造规范》SY/T10002—2000。由于我国没有专门企业，所以通常都是由建造单位购置钢板后自行加工成型。
3.特殊用途的钢管www.0834ka.com
特殊用途的钢管是指特定工作环境和工作介质下使用的特种钢管。
海底输油管就是典型特种钢管，需求量较大，有强度高、公差小、抗腐蚀性好等特点。目前，我国海底输油管生产还只是处于起步阶段，原因在于焊接材料、抗腐蚀性能或规格少(管径与壁厚)、价格贵等方面。
我国海上的原油，都需要保温输送。以往采用双层钢管保温结构，安全可靠。但用钢管作为保护管是很不经济的，而且海上铺管作业前，先要进行内外管焊接，大大地降低了铺管效率，造成安装费用成倍增加。进入21世纪后，人们推出了一种混凝土配重钢管。它的结构是(由里到外)：钢管、环氧粉末(FBE)防腐层、聚氨酯保温层、聚乙烯(PE)夹克管、钢筋混凝土配重层(内部配置钢丝网)。这一类特种钢管，我国曾从国外进口，如渤海的蓬莱19—3油田一期工程，采用马来西亚BREDEROPRICE公司的产品。我国经过研究与试验，2002年在塘沽建成国内第一条混凝土配重钢管的生产线，已为海上多个油田提供了数千公里的管道产品。据悉，采用这种钢管，每公里海底管线可降低成本50万～100万元，大大降低了海上油田的开发成本，使一批边际油田得以经济有效地开发。
钢管材料的要求www.0834ka.com
海洋工程钢管设计与选用，都是按船级社的海洋工程钢结构规范，并参照API(美国石油学会)、AISC(美国钢结构学会)、ASTM(美国试验和材料协会)、ANSI(美国国家标准学会)、ASTM(美国试验和材料协会)、AWS(美国焊接协会)、NACE(国家防腐工程师协会)的规范和准则。对海洋工程钢管材料的要求，实质上是对钢板本身的要求，有低碳钢、高强度钢、超高强度钢、不锈钢四大类。在这里提两点：
(1)海洋工程进口设备极多。有时要求英制的钢管，钢管制作质量要求特别高。在海洋工程上属于特殊区域的钢管，其所有的焊缝要求100%超声波探伤(UT-Ultrasonictesting)和磁性探伤(MT-Magnetictesting)。列入主要结构的钢管，在纵向焊缝两端300mm的范围内要求100%UT和MT。
(2)管节点的制作属于海洋工程中重要内容。国外有专门的管节点工厂，而国内都是建造单位自己解决。例如，载重量52000吨“渤海友谊”号浮式生产储油装置(FPSO，中国十大名船之一)的特殊软刚臂(YOKE)系泊系统中的YOKE与支撑支架、火炬塔架、直升机平台支架等有221个管节点，要满足AISC、AWS的要求。管路长59公里(其中遥控液压管28公里，遥控阀119只，油舱甲板48路)。船厂为了保证建造质量，从千余名焊工中挑选数十名优秀焊工，最后15名取得船级社的6GR资格。海洋工程中为了防止系统中油气泄漏，钢管不采用法兰连接，而采用氩弧焊对接。船厂又需专门培养三批TIG焊工。
造船与冶金行业关系密切www.0834ka.com
我国造船产量自1995年以来已仅次于日本、韩国，跃居世界第三。进入21世纪以来，我国造船业迅速发展，完工量与接单量已处在世界领先的地位。2010年是我国争取进入世界造船强国的一年。据国家海洋局2009年发布的《中国海洋发展报告》，我国的海洋勘探处在早期阶段，主要分布在渤海、东南盆地、东海盆地、莺歌海盆地、北部湾盆地、珠江口盆地。原油只占储量的17.6%，天然气只占储量的11.9%，所以，我国造船业发展空间极大。
造船业与冶金行业关系非常密切。缺失了钢材，就没有今天的造船业，充其量停留在木质船时代，更谈不上开发海洋、利用海洋了。两个行业存在着相互依赖、相互促进的关系。造船业利用冶金业提供的各种钢材;冶金业根据造船业的需求，生产并研制特殊的造船用钢。
从我国今天的造船与石油行业来看，钢管材料问题值得梳理和研究，进一步加强特种钢管的研究是必要的。现在“海洋工程装备”和“新材料”都已列入上海市高新技术产业九大领域之中，正式作为一个独立产业，呈现在面前。相信，特种钢管的研究定能获得政府部门的有力支持。
2016年10月美国钢铁进口统计（分品种）

 
 
2016年10月初值 2016年9月初值 2016年9月终值 2015年10月终值 2015年9月终值
进口量 价值 进口量 价值 进口量 价值 进口量 价值 进口量 价值
总计 2432718 1887644 2489926 1844510 2517954 1865703 2758483 2095607 2571183 2051231
钢锭和浇铸用钢 4698 5289 1643 2834 1649 2846 1653 3499 1423 3467
大方坯、小方坯及板坯 409120 185253 575571 261747 588825 271231 693245 285433 550240 255002
线材 136920 77093 118822 65878 119009 65954 159392 93729 123319 73789
大型结构型钢 82240 47026 49029 32309 49029 32309 63685 44576 47810 35071
钢板桩 10399 9930 5447 4899 5447 4899 8864 9416 14237 14415
定尺中厚板 71626 56343 92729 72892 92730 72896 53172 47257 128541 99951
成卷中厚板 107044 64672 95464 57814 96077 58218 106084 59983 105425 58071
标准钢轨 28765 20904 11163 8166 18388 12068 26197 20019 41848 31144
其它钢轨 2581 2007 33811 15213 33811 15213 1298 862 12069 8564
钢轨配件 392 399 520 635 520 639 632 622 1358 1387
热轧棒材 87449 78995 74835 64628 74977 64857 91023 83440 97572 90549
轻型异型棒材 13337 9258 15352 10607 15352 10607 11485 9744 11164 9809
螺纹钢 101116 40748 151750 62553 151750 62556 208667 89260 101624 46034
冷精整棒材 22841 43864 20217 38145 20322 38277 22365 50553 26086 53374
工具钢 10594 24727 13128 26845 13234 26962 11235 27771 12870 33242
标准钢管 65716 57729 58822 53581 58883 53652 61037 54485 62806 60967
石油管 134893 123490 75202 81422 75434 81948 69898 106737 87534 129756
直径大于16英寸管线管 30197 25524 28019 28112 28020 28125 71890 73096 74415 75838
直径小于(含)16英寸管线管 23589 26207 16779 18947 16787 19022 19295 24391 23048 33615
其它管线用管 24820 17153 15665 11937 15665 11937 24027 19959 28914 22769
机械管 40003 53280 38487 50815 38508 50867 37014 53944 33801 49875
压力管 4020 7072 3336 8245 3337 8251 3520 6822 3948 7724
不锈钢钢管 8940 49379 9232 46061 9291 46260 8730 59109 8718 54608
其它钢管 2150 5854 2161 6983 2950 7987 1050 3704 1075 3652
结构用钢管 37883 39471 37416 38395 37455 38436 32347 33854 36592 34896
打桩用管 2610 1674 389 312 389 312 509 508 761 621
拉拔线材 64274 75736 62287 70206 62735 70934 66725 82265 64268 82001
黑板 1196 828 1623 1163 1623 1163 9528 7386 5917 4292
镀锡板 68289 62429 72698 67216 72698 67216 49917 52572 77823 78258
无锡板 13516 13222 12649 12573 12649 12573 8814 8980 16115 17211
热轧薄板 200879 115110 217033 120905 217036 120910 315515 140126 253944 135650
冷轧薄板 217754 192696 194608 170123 195417 171204 162955 148435 207615 162506
热镀锌薄板&带钢 284483 227856 240217 189455 242341 190974 216223 251314 199496 166180
电镀锌薄板&带钢 10206 7826 18080 14577 18332 14750 8195 7545 8265 7828
其它金属涂层薄板&带钢 74893 64020 97719 80465 98884 81337 102813 83672 70526 58011
电工薄板&带钢 3512 6410 3746 6600 3914 6724 4917 9024 5354 10094
热轧带钢 13157 10653 9286 8394 9405 8517 10509 7839 10460 9172
冷轧带钢 16616 37515 14988 32855 15080 33072 14058 33679 14201 31837
注：进口量的单位为公吨，进口值的单位为千美元。终值为最后确认数据，初值为速报数据