海洋平台是开采海洋油气资源的重要设施,其工作环境恶劣,不仅要承受重力载荷,还要承受风载荷、波浪载荷、海流载荷、冰载荷、地震载荷;要求长达15~20年的服役时间。由于载荷及应力大,平台结构需要用高强度、大厚度的钢板,尤其是吊点等结构,要承受一百万公斤以上的力,吊点板的厚度必须达到80毫米。自升式平台结构中的齿条用钢,要求屈服强度级别达690MPa,厚度达到110~150毫米。由于管节点承受非常大的应力,且应力集中非常严重,极易造成厚度方向上的层状撕裂,因此要求钢板有很好的厚度方向性能。另一方面,用于濒海的钢板必须能够经受零下40度的严寒考验,因此,要求落锤试验时的零脆转变温度低于零下85度才能保证足够的断裂韧性。总之,工作条件荷刻,安全可靠性严,使用寿命长,维护保养困难等特点决定了平台用钢的特殊性,要求综合达到高强度、高韧性、抗疲劳、耐腐蚀、抗层状撕裂及可焊性良好的性能水平。
目前,我国舞阳钢铁公司已经能够生产适应国家近海深水油田开采所需的各类海洋平台用钢,成功地应用于渤海油田、胜利油田、南海油田等海洋平台。他们所采取的技术措施主要有:1、低碳当量。在生产过程中制订了严格的碳当量范围,保证达到高强钢焊接碳当量小于0.43%的标准。2、微合金化。采用Nb、V、Ti等微合金化处理,充分发挥微合金元素细化晶粒和沉淀强化的作用,保证钢板具有足够的强度和良好的韧性。3、高纯净度。通过炉外精炼、真空处理等方法,使钢质洁净度达到P≤0.010%,S≤0.005%的水平,可确保钢板厚度方向断面收缩率≥35%,使钢板具有良好的抗层状撕裂性能。4、Ca处理。通过Ca处理,选择恰当的Ca/S比,使夹杂物球化,减轻夹杂物对钢板综合性能的不良影响。5、采用控制轧制、控制冷却工艺(TMCP工艺)。通过将控制轧制工艺与成分设计相配合,使组织充分细化,并通过形变诱导Nb、V、Ti的碳氮化物沉淀,提高基体的强度。
随着我国国力的增强,大型海洋采油平台将会得到迅速发展。“十一五”之后,近海深水油田开采将成为我国海上油田的重点发展方向,因此,可以预见,对高强度级别海洋平台钢板的需求量将会大大增加。加快这方面的研发工作已是刻不容缓。(一员)