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海洋装备用特种钢材及其性能特点《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:19:33 阅读: 来源:角阀厂家

2016-10-13 20:33:23来源: 贤集网

伴随我国海洋装备制造能力的日益增强,产品档次不断提升,不少海工装备制造企业目前已对超高强度钢、耐腐蚀钢、殷瓦钢、双相不锈钢、抗Z向冲击钢,以及水面和海底海工装备所需等一系列特种钢材产生了一定需求。

目前,某公司在建的各类型自升式钻井平台共有18座,包括CJ46.CJ50,JU2000E等一系列产品。由于海洋环境条件具有复杂性、随机性和多样性的特点,而且平台的桩腿部分要在波浪、海潮、风暴及寒冷流冰等严峻的海洋工作环境中,支撑重量上千吨的平台和钻井设备,保证远离陆地的操作人员的生存条件和安全,所以对材料性能和焊接制造要求非常苛刻。

为了减轻海洋工程结构的质量,同时又增加结构整体的安全性,采用材料的强度级别也越来越高。现在我公司在建平台桩腿上齿条板和主弦管大多采用屈服强度≥690MPa的超高强钢,抗拉强度在770~940MPa之间,伸长率≥14%,横向冲击吸收能量在-40℃条件下≥47J,通常是调质状态交货,且齿条板厚度往往≥150mm;高压泥浆管线用到4130等级的合金管,应符合A S T M—A519去应力状态下力学性能要求,即屈服强度≥ 5 8 5 M P a,抗拉强度≥724M Pa,伸长率≥10%,硬

度≤95HRB。

近年来,我国海洋装备发展迅速,已经成功设计和建造了浮式生产储卸装置、自升式钻井平台、半潜式钻井平台以及深水起重铺管船等多种海洋工程船舶。在这些装备的制造中,高强钢、双相不锈钢、复合管、镍基合金等特种钢材都得到了广泛的应用。

在有高耐腐蚀要求的油气管线中,双相不锈钢得到广泛应用。双相不锈钢由各约占50%的奥氏体相和铁素体相组成,它在一定程度上兼有奥氏体与铁素体钢的特性。奥氏体相的存在,降低了高铬铁素体不锈钢的脆性,防止了晶粒长大倾向,提高了韧性和焊接性;铁素体相的存在,提高了奥氏体不锈钢的室温强度,尤其是屈服强度和导热系数,降低线膨胀系数和焊接热裂倾向,同时大大提高了钢的耐应力腐蚀开裂性能,还改善了耐点蚀性能。

但由于两相的存在,也带来了某些缺点,因铁素体含量较高,保留了高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向。因铁素体和奥氏体相的变形能力不同,故冷热加工性能也较差。此外,高腐蚀性油气输送普遍采用耐蚀合金管道,然而,普通耐蚀管材中用作抗腐蚀的部分仅占1/3左右,其余部分用作结构支撑,造成了资源的极大浪费。

为满足油气管道的耐腐蚀性能并兼顾成本,双金属复合管应运而生。双金属复合管衬管采用薄壁耐蚀合金材料,可根据不同的腐蚀环境选用相应的材料(不锈钢、镍基合金等),以保证良好的耐腐蚀性能;基管采用碳钢或其他合金钢保证优异的力学性能。双金属复合管从根本上改变了传统金属管道的单一性和局限性。

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