在海工裝備製造業的期盼下——

讓鋼鐵走向深遠海

2026-04-16 09:00:45

　　本報記者包斯文

　　日前，在由中國物流與采購聯合會鋼鐵物流專業委員會主辦、上海卓鋼鏈電子商務有限公司承辦的2021年第十一屆中國鋼鐵物流合作論壇上，振華重工海工平台研究所所長、高級工程師黃曌宇的《海工裝備用鋼在生產中的應用及發展趨勢》專題報告，引起了鋼鐵行業產業鏈上下遊的關注。

　　近年來，隨著我國海工裝備製造業的快速崛起，我國初步建立起了涵蓋厚板、高強板、耐腐蝕板、耐低溫板等高端鋼材的海工鋼體係。不過，我國高端海工鋼領域仍有較多空白。尤其是具有Z向性能（抗層狀撕裂）的高強度鋼、超高強度鋼、油船貨油艙用耐腐蝕鋼、LNG（液化天然氣）船儲罐用殷瓦鋼（鎳鐵合金）、高gao屈qu服fu強qiang度du合he金jin鋼gang及ji雙shuang相xiang不bu鏽xiu鋼gang板ban等deng鋼gang材cai產chan品pin，目mu前qian國guo內nei還hai不bu能neng完wan全quan實shi現xian批pi量liang生sheng產chan，有you的de甚shen至zhi還hai處chu於yu研yan發fa起qi步bu階jie段duan，仍reng需xu依yi靠kao進jin口kou解jie決jue。

　　而在一些發達國家和地區，海工鋼研發進展較快。例如，歐洲海洋平台用鋼的研發、應用、品種係列化及標準化處於領先地位。目前，世界上關於海洋平台用鋼的4個主要通用標準中，有3個為歐洲標準。日本也已實現海工鋼全係列供貨，尤其是在耐蝕鋼和大線能量焊接用鋼領域，開發出了較多優質產品。

　　我們需要什麼樣的海工鋼？

　　據黃曌宇介紹，海工裝備服役期一般為30年，比傳統船舶服役期長50%。為保證海工裝備建造的經濟性及服役期的安全性，其所用鋼材須具備高強度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的可焊接性及耐海水腐蝕等特性。

　　從高強度來看，海工鋼主要用於海洋平台，服役環境十分惡劣，不僅要受到自身重力荷載的作用，還要受到海上風浪、洋流、haididizhendenghaikuangtiaojiandailaideyingxiang。zhejiuyaoqiuhaigonggangxujubeigaoqiangdu，zaishejijiegouhecailiaoxuanzefangmianbixukaolvteshudehaikuangtiaojian。liru，zaizishengshihaiyangpingtaidezhuangtui、升降電動齒輪、懸臂梁、齒條機構等關鍵部位，一般均需690兆帕及以上級別的超高強海工鋼。

　　從cong高gao韌ren性xing來lai看kan，傳chuan統tong海hai工gong鋼gang主zhu要yao是shi回hui火huo馬ma氏shi體ti組zu織zhi，碳tan含han量liang較jiao高gao的de同tong時shi，還hai加jia入ru了le大da量liang的de合he金jin元yuan素su來lai保bao證zheng鋼gang的de淬cui透tou性xing，導dao致zhi其qi衝chong擊ji韌ren性xing下xia降jiang，冷leng裂lie紋wen敏min感gan性xing增zeng強qiang。一yi般ban來lai說shuo，材cai料liao的de屈qu強qiang比bi（屈服強度與抗拉強度的比值）huisuizheqiangdushenggaoershangsheng。yinci，zaitigaogangcaiqiangdudetongshi，ruhejiangdiquqiangbichengweizhiyuehaigonggangfazhandepingjing。zhejiuduihaigonggangdegaorenxingtichulexindeyaoqiu。

　　從良好的可焊接性來看，隨著海工鋼厚度的增加，其碳當量（鋼鐵中各種合金元素折算成碳的含量）提高，導致海工鋼焊接性能變弱。為了實現海工鋼的高韌性及可焊接性，低碳設計理念越來越貫穿於海工鋼的生產環節中。

　　從耐腐蝕性來看，由於海工鋼無法定期回船塢檢修，有發生氫脆（溶於鋼中的氫聚合為氫分子，造成應力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內部形成細小裂紋）的(de)潛(qian)在(zai)危(wei)險(xian)。如(ru)果(guo)控(kong)製(zhi)不(bu)當(dang)，就(jiu)會(hui)在(zai)鋼(gang)中(zhong)形(xing)成(cheng)非(fei)金(jin)屬(shu)夾(jia)雜(za)物(wu)，造(zao)成(cheng)裂(lie)紋(wen)源(yuan)，進(jin)一(yi)步(bu)導(dao)致(zhi)鋼(gang)材(cai)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)。這(zhe)將(jiang)大(da)幅(fu)惡(e)化(hua)海(hai)工(gong)鋼(gang)的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)，縮(suo)短(duan)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

　　可以預見，具有高強度、高韌性、良好的可焊接性及耐腐蝕性特點的海工鋼，是鋼鐵企業今後研發的主要方向。例如，自升式海洋平台用690兆帕級特厚板、大口徑無縫管、460兆帕級導管架平台用鋼及配套焊材、大線能量焊接用厚板及配套焊材、深海隔水管、耐腐蝕鋼筋、化學品船用特種雙相不鏽鋼、高鉬超級奧氏體不鏽鋼、深海集輸係統用耐蝕合金、沉澱硬化型不鏽鋼、深海鑽采裝備用高等級高氮奧氏體不鏽鋼等，都將成為鋼鐵行業重點研發的高端海工鋼。

　　鋼企如何發力海工裝備製造業？

　　麵向“十四五”，guojiatichuyaojianchiluhaitongchou，fazhanhaiyangjingji，jianshehaiyangqiangguo，jiakuaizhuangdahaiyangzhuangbeichanye。keyiyujian，haigongzhuangbeizhizaoyejiangchengweiwoguozhanlvexingxinxingchanyedezhongyaozuchengbufenhegaoduanzhuangbeizhizaoyedezhongdianfangxiangzhiyi。“十四五”期間，我國海工裝備製造業將推動海工鋼向高端化發展。尤其是海上風力發電裝備、海洋牧場平台裝備、深遠海養殖裝備、海洋能發電裝備、海水淡化裝備、海上核電裝備、海上大型浮式結構裝置、島礁建設及近岸工程裝備等新型海工裝備的應用，將為高端海工鋼發展提供更廣闊的舞台，更加要求海工鋼向著高強度、高韌性、易焊接性、耐腐蝕性及大厚度、多規格的高端方向邁進。

　　鋼鐵企業如何為海工裝備製造業提供更優質的高強海工鋼？黃曌宇對此提出以下幾點建議：

　　一是要大力開發海工鋼生產新工藝。鋼鐵企業要以實現海洋平台用高強度鋼的國產化應用為目的，開展鋼板冶金質量、組織性能穩定化控製等關鍵生產工藝技術研究，包括大斷麵鑄坯（錠）凝固與冶金質量控製、基於大厚度鋼板組織性能均勻化的控製軋製及熱處理技術；係統掌握大厚度鋼板的強韌性變化機製、微觀組織與力學性能控製的冶金學規律與控製技術等。

　　二(er)是(shi)要(yao)與(yu)海(hai)工(gong)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)聯(lian)手(shou)，進(jin)行(xing)係(xi)統(tong)化(hua)的(de)海(hai)工(gong)鋼(gang)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)。我(wo)國(guo)亟(ji)須(xu)在(zai)大(da)線(xian)能(neng)量(liang)焊(han)接(jie)的(de)基(ji)礎(chu)原(yuan)理(li)及(ji)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)上(shang)實(shi)現(xian)突(tu)破(po)，以(yi)滿(man)足(zu)海(hai)工(gong)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)高(gao)效(xiao)化(hua)生(sheng)產(chan)需(xu)求(qiu)，推(tui)進(jin)高(gao)端(duan)裝(zhuang)備(bei)材(cai)料(liao)的(de)升(sheng)級(ji)換(huan)代(dai)。

　　三是要加大低成本高附加值的高端鋼材研發。海洋平台由鋼結構焊接而成，其中高強鋼占所用鋼材的60%～90%。ruguokeyizaigaoqiangganghejinshejishangshixianjianliang，jiunengdadajiangdihaiyangpingtaidejianshechengben，manzuweilaishenhaihejidihaiyangpingtaiduichaogaoqiangganganquanxingnenghejianzaochengbendexuqiu。zheshigaoqiangdu、高韌性海工鋼的重要發展方向。

　　四是要大力研發止裂性能優異的高強海工鋼。為防止船舶、儲油罐、海洋工程結構、管線等結構設施發生斷裂，海工裝備製造業對止裂性能優異的鋼板應用量日趨增大。這也是高強度海工鋼的又一重要發展趨勢。

　　wushiyaoliyonghulianwang，xiangfuwuxinggangtieqiyezhuanxing。weizhichihaigongzhuangbeizhizaoyezhuanxingshengji，gangtieqiyeyingjianghulianwangjishuyuchuantongchanyexiangjiehe，youzhizaoxingqiyexiangfuwuxingqiyezhuanxing，liyongjiyuhulianwanghewulianwangdewuliutixi，weihaigongzhuangbeizhizaoyetigongkucunguanlihejingzhunpeisongfuwu，jiangshujuhua、網絡化、智能化生產與互聯網相結合，以滿足海工裝備製造業的個性化用鋼需求。

　　《中國冶金報》（2021年2月9日 05版五版）

來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯：宋玉錚

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