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1、钢管在船舶与海洋工程中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
2、特殊用途的钢管。1.常规系统中的钢管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
3、标准是 GB、YB、CB，其中 70%的钢管之间用连接。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)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 23 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
4、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/T100022000。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
5、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 193 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
6、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
7、、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
8、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
9、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。
