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【技术】石油化工行业用钢品种发展趋势分析

世界金属导报2021-12-08 14:07:15

石化行业用钢管发展趋势:耐高温性、高抗硫腐蚀、低温性能、钢管规格大型化、使用部位个性化、几何尺寸精确化和钢管管坯熔炼成分纯净化。

油井管

油井管国产化率已达90%以上,并且形成了高强度、高抗挤、抗腐蚀及特殊螺纹接头等高性能非API油井管系列。仅特殊钢级(如P110)和特殊丝扣石油专用管材还存在一定质量问题,不能完全达到要求。预计未来几年油井管需求量将增长至400-500t

近几年来越来越多的项目需要档次更高的双相不锈钢、高温合金,而镍基合金就是其中的代表性钢种之一。大量含CrNiMoNi基合金材料应用到油套管中。另外,国外焊管在油井管中的比例已经达到40%左右,而我国不到10%

管线钢

高性能管线钢需求特点:在高寒、深海、地震和地质灾害等恶劣环境下建设长距离、高压、大流量输气管道。

目前我国已具备了X52-X120管线钢的生产能力。随着研究开发的进一步深入, X100管线钢有望在未来的天然气管道项目中得到广泛应用,性能更加趋于稳定。

石化设备用钢

1)预计我国未来石化设备用钢增长率为10%左右。

2)石化设备发展要求开发许多特殊材料,如加氢反应器的Cr-Mo-V钢、高强度钢管、PTA反应器的换热器用钛复合材料、低碳和超低碳不锈钢材料、低温乙烯球罐的低温09Mn2VDR9Ni高强度钢、大型储罐的WH610钢、抗渗碳性管炉和HP-40高耐热炉管材料等。

储罐用钢

大型油储罐要求:高强度、有害杂质(SP)含量低、良好的可焊性和低焊接裂纹敏感性,在高能量密度焊接(100kJ/cm)的条件下,焊接热影响区晶粒不过分长大,施焊后仍保持良好的强韧性。

油船货油舱:IMO(国际海事组织)规范要求——货油舱下底板(10%NaClpH=0.85)腐蚀速率小于1mm/年;货油舱上顶板(H2S+SO2+O2)腐蚀速率小于2mm/25年。经测试,国产常规船板下底板腐蚀速率一般3-6mm/年,与IMO规范要求还有较大差距。

油船压载舱:压载舱要求特殊涂装,进行防腐处理。日本正考虑取代PSPC涂层。

油气储运用低温钢:LNGLEGLPG等船用材料为Ni系低温钢,其中LNGLEG船多用9Ni5Ni钢,冷藏式LPG储罐多采用2.25%Ni钢或调质型铝镇静钢(Si-Mn系)等低温钢制造。液化乙烯(液化温度:-104℃)储罐最初采用低温用调质型高强度钢制造,后来采用3.5%Ni钢,最低使用温度为-110℃。液化天然气(LNG)储罐用的最多的低温材料是9Ni钢、铝合金A5083、奥氏体不锈钢(304304L316316L347,最低使用温度可达-273℃)等。

海洋平台用钢

深海平台根据其规模大小、每座平台用钢量在1.5-2.7t不等。随着我国海洋开发的不断发展,对海洋平台用钢的需求量将不断增加。

海洋平台采用的钢板必须具有高韧性、高强度、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等特性。

齿条钢特厚板被欧洲、日本少数企业垄断。国内正在研发的152mm齿条钢特厚板取得了一定成绩,但在产品性能稳定性、满足更大规格(180mm以上)产品的技术需求、配套焊接材料等方面还有许多难题亟待解决。

球扁钢是船体及海洋平台建造的扶强材,起着至关重要的作用。球扁钢为孔型轧制,道次变形小、既无法控轧、又无法控冷, D40级别的生产在世界范围内也是难题。D40球扁钢最大规格腹板宽430mm×腹板厚20mm,性能要求为ReL390MPaRm510MPaA20%Akv-20℃)≥34J