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21世纪是海洋的世纪，海洋在国家经济发展及维护国家主权的地位更加突出。开发海洋经济，发展海洋用装备，已成为当前海洋利用的重点任务。然而，多数海洋作业中常用的结构金属和合金受海水或雾气弥漫的海洋大气侵蚀，例如：船舶的外壳、螺旋桨、海港码头的各种金属构筑物、海上采油平台和输油管道等都会不可避免地遭到海水的严重腐蚀。因此，海洋平台用材料常采用一些特殊钢材料如不锈钢、耐蚀合金等，它们普遍具有高耐蚀、高强高韧和高耐磨等性能特点。下面就针对海洋平台常用不锈钢及镍基合金材料作一个简要介绍。 3 j/ [3 v8 N4 L5 O
一、国外海洋平台常用的不锈钢及镍基合金- F7 y+ m! }1 b3 J" ]& n. F
高性能奥氏体和超级奥氏体不锈钢及耐蚀合金产品普遍确立在海洋平台上方、水下输送管道及泵阀、井下钻探三大类应用领域，目前已在诸如北海油田、波斯湾油田、墨西哥湾油田等数百个海洋油田的平台建设中的大量使用，具体应用领域如下： $ M4 i8 H5 o& n, d
（1）海洋平台上方
9 T5 u+ f& ]3 @9 {5 F+ } 海水管道：254SMO、Incoloy825； 8 T O& @; J+ d: R0 H7 M- Y
凸轮装置：254SMO、654SMO、AL-6XN；
6 w1 A+ G5 z: L4 x: H* v 板式换热器：654SMO、AL-6XN、 NAS354N、 Nicrofer3127h Mo、 Carpenter
$ ]3 D2 J# k" T1 K5 |. t& x 20Cb-3、Nierofer4221（825合金）：
* W% H- T; X% D/ R1 a7 U3 k: S 海水脱盐系统：254SMO、Nicrofer3127h Mo、Nicrofer33、Nicorros（400合金）； 1 {) M" V4 P% H
壳体：654SMO、AL-6XN；
. P$ v' C! R+ e 管式换热器：654SMO、AL-6XN、NAS354N、Nicrofer3127hMo、Carpenter20Cb-3；
9 b9 B9 T4 e5 `/ g4 f6 O! g 离心分离机：654SMO、AL-6XN； * G4 M& L4 |2 {
重力分离机：904L、AL-6XN。 4 W! G7 q c& I! M9 n
（2）水下输送管道及泵阀 8 a& H4 A8 K: l) a+ A1 z
水下各种管系、泵阀包括：油气输送复合管道、阀门总成和管线悬挂器、跳 线和跨接线、缆带浮力组件、提升管和流动管：Inconel-625、254SMO、AL-6XN、Sanicro28、Incoloy825、Cronifer2205LCN； - y+ a1 I. }8 _" R
歧管：254SMO、AL-6XN、NAS800HT。
1 f0 y( \2 p9 ]# O+ n3 h （3）井下钻探 ; h4 m& ?) s4 p
无磁腔室、无磁钻铤、稳定器、旋转导向钻探单元：P550、15-15HS、Datalloy-2、Inconel-718；
5 b1 G1 p" n, i 钢桩和钢支腿：NiCu30Fe合金400（蒙乃尔400）。
+ o# l% n! J d, O （4）其他单元
% M4 H& J0 g3 [8 u+ p, F 平台支撑结构件：NAS254N、AL-6XN； 3 h5 u, X/ S/ e( ~* N- j; Z
防火防爆墙：316L、P530； " L& y" z1 B9 B. P4 n
墙壁包裹层：316L、P530；
$ I* A$ j F# ^7 X5 [6 L& j, h5 Z, Z 电缆盘：316L、P530； 1 l0 k3 M. R) S" I0 U
楼梯、通道和电梯：316L、P530； 7 i, ^; i8 B4 X, Y P
天然气系统：316L、P530； % c9 C; S# a- p# {8 y) G3 q
高温燃烧喷嘴（气体扩口管）：Nicrofer322H（800H合金）； - T& `$ Y! q" ~0 P- X
液压系统和设备：Cronilifer2205LCN。
/ U; c8 r& d5 }& } （5）某些特殊用途的钢
8 O0 |1 V9 J. w 抗氯化物致应力腐蚀开裂（CSCC）：Nicorfer4221（合金825）、Nicrofer4520hMo（合金G）、Nierofer6020hMo（合金625）；
) _% a. _ R* P9 _. D. { 抗硫化物致应力腐蚀开裂（SCC）：Nicorros（400合金）、NicorrosAl（K500合金）和Nicrofer5219Nb（715合金） : y# H) Y' y4 ^6 M/ f6 v/ r
二、国外海洋平台常用的不锈钢及镍基合金) L+ g0 M5 R! c9 n8 W
我国海工用特殊钢材料生产起步较晚，国内海洋油气田项目的上述特殊钢部件和装备均直接从 Bohler、Alfa-Laval、Butting、Cameron、Intec SEA、Clad Tek、Flowserve、Goulds、Heatric 等国外厂商采购；但目前海工用特殊钢领域工业化生产及下游平台用海工装备部件的制造均已有一定程度的开展。部分典型部件如钻具、管道、换热器、泵阀等已在陆海油气田以及石化工业中也得到初步应用。 * ^; I. E) o5 V# S# _: u2 X
在我国海洋平台上海水系统常用的管材主要有两大系列，金属管与非金属管。金属管系列主要包括：铜镍合金管、厚壁碳钢管加腐蚀余量、碳钢管内涂/内衬/内镀防腐蚀材料，如内涂塑、衬塑、镀锌、不锈钢管等。如90Cu-10Ni是目前海洋平台海水系统常采用的铜镍合金管，它的优点是具有良好的耐海水腐蚀性能、水力性能良好、无腐蚀产物而且耐海生物生长、使用寿命较长。但是铜镍合金管也有其不足之处，主要是价格较贵、机械强度差，且对管内流速要求较高。再如，镍基合金双相不锈钢的耐孔蚀性能、耐腐蚀性能优于超低碳合金钢（316L），在海水中具有抗全面腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀的能力，可以胜任一般不锈钢无法解决的严重海水腐蚀问题。下表是部分镍基合金在海水中的耐蚀性能分类。
) n' Y: ?: z% j' } 表 部分镍基合金在海水中的耐蚀性能分类 9 p" W( {! S; Y, P/ |8 T9 p
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三、海工用特殊钢的市场前景" ?) ~; o/ s# j( J/ c
我国海洋石油蕴藏量约为1000多亿吨，渤海湾将需要40座自升式钻井平台，南海深水半潜平台的需求量将达几十座。随着我国海洋开发的进展，在未来相当长时期内对海洋平台用钢的需求将呈持续发展态势，由近海向深海发展已成为共识和趋势，海洋平台用钢年总需求量超过已200万吨。海洋工程装备在“十二五”期间规模扩大了6倍，行业复合增速46%，2015年销售额将达到2 000亿元。现有自升式平台船龄结构日趋老化，超过60%的使用年限超过25年，未来5 ～10年市场上将有相当多的潜在需求。
/ M! P! H! t: P5 V6 _ 高强度无磁不锈钢、超级奥氏体不锈钢和耐蚀合金是未来我国海工用特钢国产化需重点攻关的三大类钢种，应用覆盖海洋油气的钻采储输等环节。这将带动整个海洋装备产业的升级，促进海洋经济发展。
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