1、我国船舶及海洋工程用钢现状
根据对近几年数据的分析,我国船舶钢材的价格在造船生产成本费用中所占的比重约为15%~20%,在船舶原材料供应价格中70%以上。船用钢材主要是钢板、型材(包括角钢、H型钢、T型钢、工字钢、球扁钢),以及船用钢管等。、
造船行业用钢主要分为四大类,即造船、修船、海洋工程和船舶分段制造。其中造船耗钢量*大。下表列出了近几年我国造船行业钢材消耗量。
2012年上半年民用钢质船舶产量28,125,126载重吨,同比增长1.03%,见表1。
表1民用钢质船舶产量及增速
时间 | 民用钢质船舶(载重吨) | |||
本月产量 | 本月止累计 | 本月比同增长(%) | 累计同比增长(%) | |
2012年02月 | 4,788,766 | 8,347,124 | 28.23 | 6.42 |
2012年03月 | 5,538,873 | 14,086,677 | 8.35 | 2.05 |
2012年04月 | 5,848,856 | 20,230,638 | 1.31 | 1.81 |
2012年05月 | 5,311,498 | 25,889,727 | -10.27 | -3.88 |
2012年06月 | 5,588,242 | 28,554,621 | 4.38 | -4.1 |
2012年07月 | 4,844,229 | 33,398,183 | -2.86 | -3.74 |
2012年08月 | 4,927,433 | 38,323,327 | -0.78 | -3.17 |
2012年09月 | 5,397,747 | 43,653,033 | 6.93 | -2.58 |
2012年10月 | 4,923,065 | 48,571,474 | 4.09 | -0.67 |
2012年11月 | 4,578,555 | 53,150,821 | -2.12 | -1.11 |
2012年12月 | 5,102,604 | 59,125,126 | 7.88 | 1.03 |
按2010年造船完工量5800万载重吨测算,2010年造船行业用钢量约为1700万吨~1800万吨,其中造船用钢量约为1400万吨,船舶修理及改装业约150万吨,海洋工程制造业约100万吨,船舶分段制造业约150万吨,见表2。
表2 我国造船行业钢材总消费量(单位:万吨)
2010年 | 2009年 | 2008年 | 2007年 | |
造船 | 1400 | 1330 | 930 | 711 |
修船改造 | 150 | 80 | 110 | 100 |
海洋工程制造 | 100 | 50 | 40 | 30 |
船舶分段制造 | 150 | 120 | 120 | 110 |
合计 | 1800 | 1580 | 1200 | 941 |
据2012年初工信部按照对国内拥有5万吨以上造船设施的船舶企业进行了全面调查,掌握了我国造船产能的*新情况。截至2011年底,我国拥有造船产能8000万载重吨,产能利用率约为75%。我国产能约占全球产能的40%,韩国约占35%,日本约占25%。
按品种分类,2009年我国造船完工量为4243万载重吨,2009年我国造船用钢消耗量约1330万吨,其中船板为1170万吨,型钢及球扁钢为120万吨、管材为40万吨,见表3。
表3 2000~2009年我国造船用钢消费费(分品种)
年份 | 造船消耗量/万吨 | 其中 | |||||
板板 | 型材 | 管材 | |||||
消耗量/万吨 | 占钢材消耗量的比例,% | 消耗量/万吨 | 占钢材消耗量的比例,% | 消耗量/万吨 | 占钢材消耗量的比例,% | ||
2005年 | 457 | 374 | 8184 | 46 | 10.07 | 37 | 8.10 |
2006年 | 566 | 464 | 81.98 | 56 | 9.89 | 46 | 8.13 |
2007年 | 711 | 591 | 83.12 | 68 | 9.56 | 52 | 7.31 |
2008年 | 930 | 784 | 84.25 | 86 | 9.23 | 60 | 6.52 |
2009年 | 1330 | 1170 | 87.97 | 120 | 9.02 | 40 | 3.01 |
目前海洋工程现状:
海上平台——200多座;
海底管线——5058公里,共计252条;
另据中海油海洋石油工程股份有限公司介绍2013年中海油海上油气田建设情况;
渤海——6个油气田在建20座海上平台;
东海——2个油气田在建7座海上平台;
南海——7个油气田在建9座海上平台,1艘FPSO
2、船用钢市场分析
“十一五”期间,我国海洋工程用钢总量达到170万吨,但用在高端海洋工程装备制造领域,特别是产品研发设计、核心关键配套设备等方面的钢材仍不能完全满足需求。目前,中国每年有70%左右的海洋工程装备配套设备需要进口。抓紧海洋工程用钢研发可能是钢铁企业产品升级的选择之一。
中国造船业的产能过剩已经持续多年,且情况还在恶化。根据中国船舶工业协会统计数据,2012年中国造船完工量6021万载重吨,同比下降21.4%,截止2012年末手持单量为1.07亿载重吨,同比下降28.7%。海洋工程中钢材用量情况;不同典型船舶船体钢材用量见表4。
表4海洋工程中钢材用量情况
序号 | 类型 | 名称 | 钢材用量(吨) | 备注 |
1 | 固定式 | 固定式平台(F-P) | 3000 | 仅24米水深的导管架 |
2 | 座底式平台(BSP) | 3100 | ||
4 | 移动式 | 自升式平台(jack-UP) | 4000 | 130英尺水深 |
9500 | 350英尺水深 | |||
11000 | 400英尺水深 | |||
5 | 浮式生产储油装置(FPSO) | 50000 | 30万吨级 | |
6 | 半潜式平台(Semi) | 18000 | 3000米水深 | |
7 | 张力腿平台(TLP) | - | 国内空白 | |
9 | 柱筒式平台(Spar) | - | 国内空白 | |
注:未列入为海洋油气产业链上、下游,以及为海上油田服务的配套船舶(OSV)。 |
表5 不同典型船舶船体的钢材用量
序号 | 类型 | 名称 | 钢材用量/吨 | 钢管用量/吨(7%测算) |
1 | 散货船 | 17万吨级大型散货船 | 19000 | 1330 |
2 | 32万吨级大型散货船 | 32600 | 2282 | |
3 | 油船 | 3500吨油船 | 1260 | 88.2 |
4 | 万吨油船 | 3600 | 252 | |
5 | 3.5万吨油船 | 8900 | 623 | |
6 | 11万吨级大型油船 | 15000 | 1050 | |
7 | 15万吨级大型油船 | 21500 | 1505 | |
8 | 30万吨级大型油船 | 39400 | 2758 | |
9 | 集装箱船 | 300TEU | 2550 | 178.5 |
10 | 650TEU | 3240 | 226.8 | |
11 | 4250TEU | 13000 | 910 | |
12 | 9160TEU | 28600 | 2002 | |
13 | 液化气体船 | 2000m3LPG | 990 | 69.3 |
14 | 3000m3LPG | 1200 | 84 | |
15 | 1500m3LPG | 5400 | 378 | |
16 | 22000m3LPG | 5950 | 416.5 | |
17 | 220000m3LPG | 29890 | 2092.3 | |
18 | 滚装船 | 5000车 | 9890 | 692.3 |
19 | 6000车 | 13000 | 910 |
同时,船舶也需要大钢管(焊管为主),四种船型(多用途船、集装箱船、液化石油气船、散货船)用钢管量不相同,但是主要用于输送的钢管占船体用钢材重量的7%左右。
如:一般30万吨级的超大型油船(VLCC)管材要数十公里,而“钢管”的用量(包括不锈钢管)也只有1500吨左右。相对于4万吨的船体结构用钢量,数量是有限的。然后同一种船舶,要建造多艘,还有许多许多其他船舶,这样,累计用量也就不少。
又如:一艘30万吨级超大型FPSQ管材数量超过3万根,长度超过90公里。是同吨位级别的2~3倍。表6是2013年船舶用钢行业消费钢管数量预测。
表6 2013年船舶用钢行业消费钢管数量预测
行业 | 行业运行趋势 | 钢管用量 |
船舶 | 2012年以业,国内造船行业持续低迷。由于船运业供大于求的时期持续比较长,造船行业景气度的恢复将更为滞后。 | 预计2013年钢管需求量为60万吨,占钢管消费总量的0.76% |
3、钢管在海洋工程上的应用现状(大致可以归纳为三种类型)
3.1功能系统中应用
功能系统中有常规的,也有专用的。
常规设备系统甚多。主要有:舱底水、压载、疏排水、生活污水、空气、测量、注入、生活用水、消防、货油、扫舱、透气、惰气、加热、冼舱、泡沫灭火、洒水、蒸发气、液位遥测、阀门遥控等系统。
专用设备系统是特种用途“船舶”与“海洋工程”所必备的。如运输液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等船的专用系统。“海洋工程”的特殊的钻采设备、原油处理/液化石油气/液化天然气处理(流程)系统、特殊的系泊系统、火炬系统等。
3.2构造中应用
构造中用的“钢管”(主要是“海洋工程”类)
如:导管架、钻井架、水下钢柱、隔水套管、系泊支架、模块支架、直升机平台、火炬塔架等。这类“钢管”的特点:规格多、材质高、比较杂,有同径、异径、不同壁厚,还有大量的Y、K、T型的管节点。如导管架、钢桩、井口隔水套等。
3.3特殊用途应用
特殊用途的“钢管”——钻井隔水管和海底输油管道。
→隔水管方面
通常单根隔水管的长度范围为15.24~22.86m。目前深水已有24.38m ,27.43m ,30.48m,甚至36.58 m的长度,在选择长度时,主要考虑存储和装卸特点。
深海钻井隔水管的主要材料是符合API标准的管线钢,主要是API 5L X80,并且正在向更高强度级别的X100和X120等发展。另外,具有高性能的钛合金、铝合金也逐渐被用于深海钻井隔水管中,并且很好地满足了使用要求,包括强度,寿命等都符合要求。
深海钻井隔水管的生产方法主要有无缝管和直缝埋弧焊钢管。其中,直缝埋弧焊钢管应用列为广泛。
→海底管道方向:
管线的入口压力超过20Mpa(陆上*高13 Mpa)
管线材料从X60、X70、X80,部分将采用X100,甚高强度钢,X120超高强度钢。
长防腐寿命、高密度加重层、低成本发展。
高铺管效率方向发展(10km/d)
4、海洋工程(平台)用管道主要材料
4.1高压入口径管线
S31803管线:*大尺寸30”/壁厚为50mm;(国外购买)
API 5L X65管线:*大尺寸30”/壁厚为60mm;(国产)
以上的规格均为**应用在了海洋平台(荔湾3-1中心平台)工艺管线上.
4.2超高压+高腐蚀性介质管线
超高压(64MPa).抗H2S腐蚀材料。
此类材料要求出现在八角亭、平北黄岩项目中,选用的材料为双相不锈钢。(国外购买,可实现国产)
4.3防腐内衬管线
随着防腐工艺及材料加工技术的发展,一些新技术将有望得以发展和应用。
碳钢镀钨管道:耐腐蚀能力强,应用于海水系统。
碳钢内衬耐蚀合金管道:用于腐蚀性流体,显著降低工程成本。
5、船舶选用钢材原则
海洋工程(船舶)钢材分为:低碳钢、高强度钢、甚高强度钢、特殊钢与铸钢五大类。
钢材的具体规格与等级的选择,主要依据:构件类型、使用部位、环境温度、构件参数(板厚值/型材模数),以及船级社或国际标准要求。
造船用钢的基本特点:品种杂、规格多、数量少。产品质量应取得船级社认可。
LNG运输船采用低温压力容器板,不仅要满足高强度船板的要求,还要满足耐低温压力容器性能要求,见表7
表7 LNG船的超低温钢
*低设计温度 | LNG存储罐、压力管线、气化设备、阀门、泵 | |
-600℃ | 1.5%Ni钢 | 2.25% Ni钢 |
-650℃ | 2.25%Ni钢 | |
-700℃ | 3.5%Ni钢 | |
-900℃ | 3.5%Ni钢 | 3.5%Ni钢 |
-1050℃ | 5%Ni钢 | |
-1650℃ | 9%Ni钢、铝合金、36%Ni钢 |