人類的海洋油氣鉆采活動已經(jīng)歷了一個多世紀。人們以極大的勇氣和智慧，開發(fā)并研制了形式與功能各異的海洋油氣鉆采裝置（平臺），海洋油氣勘探與鉆采活動范圍由大陸架、大陸坡延伸到深海。

人們?yōu)槭裁刺貏e關注海洋油氣產(chǎn)業(yè)？一是因為海洋油氣資源不僅是工業(yè)國家的重要能源，還能帶來豐厚的利潤；二是因為海洋油氣儲量很大。在眾多海洋工程產(chǎn)業(yè)中，海洋油氣產(chǎn)業(yè)居海洋產(chǎn)業(yè)之首，占比達25%以上。

現(xiàn)在人們常說的海洋工程，主要限于以下3個方面：一是海洋油氣產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)的海洋油氣鉆采裝置（平臺），二是配套設備———水上和水下的生產(chǎn)設備/系統(tǒng)，三是海洋工程船（簡稱OSV，屬海洋油氣田開發(fā)的輔助配套船舶）。其中，海洋油氣鉆采裝置是海洋工程的重要標志。

海洋油氣鉆采裝置載體用鋼品種雜

典型的海洋油氣鉆采裝置（平臺）按照適用環(huán)境分淺水和深水兩大部分。

淺水中的鉆采裝置主要有座底式平臺（簡稱BSP）、固定式平臺（簡稱F-P）、自升式平臺（簡稱UP）、浮式生產(chǎn)儲卸裝置（簡稱FPSO）、淺水半潛式平臺（簡稱SSS）、淺水鉆井船（簡稱SDS）、海底采油樹（簡稱SPT）。

深水中的鉆采裝置主要有浮式生產(chǎn)儲卸裝置（簡稱FPSO）、半潛式平臺（簡稱DSS）、張力腿平臺（簡稱TLP）、豎筒式平臺（簡稱SPAR）、順應式樁塔（簡稱CPT）、深水鉆井船（簡稱DDS）、海底采油樹（簡稱SPT）。

海洋環(huán)境千變萬化，海洋油氣鉆采裝置的設計、建造、安裝、調試、運營、管理等技術復雜，自動化程度高，質量要求嚴格，耗資巨大，有的投資達到數(shù)十億元人民幣。為了確保載體安全可靠，避免惡性事故的發(fā)生，選用合適的載體材料，解決好結構形式、構件尺度、相互連接和工藝等問題非常重要。其中，鋼材是制造海洋油氣鉆采裝置載體最理想的金屬材料。

海洋油氣鉆采裝置的載體都是由鋼鐵板材、型材構成，其空間結構復雜。鋼材的選用涉及構件類型、受力特征、使用部位、環(huán)境溫度、構件參數(shù)、使用性能、生產(chǎn)工藝、制造工藝、成本等因素。海洋油氣鉆采裝置用鋼材的具體規(guī)格與等級要根據(jù)船級社或國際標準要求加以確定，要求選擇強度、韌性等指標合適的微合金化鋼材。海洋油氣鉆采裝置可以采用同一鋼種、不同級別的鋼材，也可以使用不同強度的不同鋼種。

所以，海洋油氣鉆采裝置載體用鋼的特點是：品種雜、規(guī)格多。鋼廠除了要出具產(chǎn)品合格證書（包括鋼材產(chǎn)品的爐批號及其性能指標）外，在具體的鋼材產(chǎn)品上還要提供編碼記號（船級社的鋼印、鋼級、尺寸規(guī)格等）。

海洋鉆采裝置用鋼量大質量要求高

出于功能需要，海洋工程中的半潛式鉆井平臺要求使用100%的微合金化高強度鋼材，我國對海洋油氣鉆采領域所需的微合金化特殊鋼材的年需求量可達數(shù)千萬噸。海洋油氣鉆采裝置生產(chǎn)廠與鋼廠之間關系非常密切，存在著相互依賴、相互促進的關系。海洋油氣鉆采業(yè)用鋼材，如果絕大部分能從國內鋼廠采購，則可進一步促進我國材料業(yè)的發(fā)展，對國內經(jīng)濟發(fā)展有著積極意義。因此，我們有足夠的理由重視海洋油氣鉆采裝置用微合金化鋼的研發(fā)和生產(chǎn)。

海洋油氣鉆采裝置對材料的基本要求是：能有效地進行冷（熱）加工、裝配、焊接，確保載體的安全可靠，以保證各種功能的最大發(fā)揮。海洋油氣鉆采業(yè)常將鋼材分為低碳鋼、微合金化高強度鋼、微合金化甚高強度鋼、微合金化特殊鋼和微合金化鑄鋼五大類。

低碳鋼是海洋油氣鉆采業(yè)用的最基本材料，都是按我國冶標YB《造船用碳素鋼及普通低合金鋼技術條件》生產(chǎn)的鎮(zhèn)靜鋼，通常以熱軋狀態(tài)供應。海洋油氣鉆采業(yè)還規(guī)定了更低溫度沖擊值的E級鋼。微合金化高強度鋼廣泛應用于大（超）型船舶和海洋工程，其鋼級包括16Mn、16MnC、15MnTi、15MnTiC、14MnVTiXtC等。微合金化高強度鋼和微合金化特殊鋼同樣受到海洋油氣鉆采設計師的關注，其用量雖然相對較少，但必不可少。微合金化甚高強度鋼是經(jīng)過調質處理的高強度鋼，海洋油氣鉆采業(yè)用微合金化甚高強度鋼的最小屈服強度在315兆帕~390兆帕范圍內。

海洋油氣鉆采裝置用特殊鋼品種繁多

海洋油氣鉆采裝置用微合金化特殊鋼主要有低溫鋼、耐腐蝕鋼、抗層狀撕裂鋼、抗焊接裂紋鋼和高強度鑄鋼、低磁鋼等。

微合金化低溫鋼一般是指工作溫度在-20℃~-269℃的微合金化低合金高強度鋼。目前，我國的低溫鋼分為-40℃、-70℃、-90℃、-120℃、-196℃和-253℃共6個溫度等級，微合金化低溫鋼的鋼號有0116MnR、09Mn2VR、09MnTiCuRe、06MnNb、06AlN6NuN、20MN23Al、15Mn26Al。值得注意的是，液化天然氣（LNG）船用的材料是特殊的微合金化超低溫鋼。

由于海洋油氣鉆采裝置載體長期不進塢維修，其對防腐蝕性能的要求相當高。通常，技術人員在載體鋼結構上采取涂油漆、外加電流或電化學方式的保護措施。盡管如此，鋼材本身仍然要有良好的抗腐蝕性能。微合金化耐大氣腐蝕鋼最早的品種有美國鉻-銅-磷鋼，其含碳≤0.12%，耐腐蝕性為普通碳鋼的5~8倍。在此基礎上，科技工作者又研發(fā)了鉻-銅-釩鋼，這類鋼會在表面形成一層致密而附著力強的銹層，阻止腐蝕進一步發(fā)展，可以在無保護涂層時使用；當這類鋼被涂漆使用時，涂層與鋼材附著力強，耐腐蝕性比碳鋼強很多。此外，法國科技工作者研發(fā)了鉻-鋁系耐大氣腐蝕鋼，英國和德國也都有專用的耐大氣腐蝕鋼。目前國外發(fā)展這類鋼的趨勢是力求發(fā)展銹層性能穩(wěn)定、不涂漆直接使用的低合金鋼。我國發(fā)展了錳-銅系和銅-硼系列的微合金化耐大氣腐蝕鋼，這類鋼號有09MnCuPTi、10MnSiCu、10MnPNbRe、16MnCu、10PcuRe等。在微合金化耐海水腐蝕鋼的研發(fā)中，我國開發(fā)過的鋼種有10MnCu、10MnPN6Re、10CrMoAl、15NiCuP等。

海洋工程中一些構件截面很大，構造上又存在較多的T形、K形、十字形接頭，以方便用于甲板的連接、導管架節(jié)點等。其在厚度方向（Z向）承受著拉應力，容易在厚度方向出現(xiàn)剝離性的焊接裂紋，一般被稱為層狀撕裂。調查結果表明，層狀撕裂與含硫量有極大關系。所以，抗層狀撕鋼的含硫量都控制在0.20%以下。

我國微合金化鋼材在海洋工程中大有作為

在全球經(jīng)濟一體化和市場競爭日益激烈的趨勢下，我國微合金化鋼材生產(chǎn)必定能在海洋油氣鉆采裝置制造領域大有作為。望供需雙方今后在理順體系、溝通需求、重點突破、貼近工程方面進一步加強合作。

第一，理順體系。建議在上級有關部門的領導下，鋼鐵企業(yè)加強資金投入，有序地組織人力，根據(jù)產(chǎn)品功能特點與現(xiàn)行國際標準，審視已有的材料體系，進一步理順、修訂與增補產(chǎn)品規(guī)格，盡快建立與國際接軌的相應的國家標準。

第二，溝通需求。國內鋼鐵企業(yè)應把海洋用鋼列為主要經(jīng)營方向之一，跟蹤海洋用鋼市場，做好銷售服務，采取必要的措施加強與客戶之間的溝通。

第三，重點突破。國內鋼鐵企業(yè)對目前尚不能生產(chǎn)的海洋油氣鉆采裝置制造領域用鋼材（包括焊接材料與工藝），應盡快立項，爭取國家與地方的產(chǎn)業(yè)政策支持，進行必要的前瞻性研究與開發(fā)，重點突破鋼材耐蝕性能和超低溫性能的研究。

第四，貼近工程。鋼鐵企業(yè)應有針對性地尋找與造船界、石油界的特定工程項目的合作機會，制訂具體規(guī)劃，以點帶面。

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