鋼管在海洋工程中應(yīng)用非常普遍,大體可分為三類:功能系統(tǒng)用鋼管;工程結(jié)構(gòu)用鋼管;特殊用途鋼管。海洋工程鋼管設(shè)計與選用,都是按船級社的海洋工程鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范,并參照API、AISC、ASTM、AWS、NACE等規(guī)范和準則。
1. 功能系統(tǒng)用管(包括常規(guī)系統(tǒng)和專用系統(tǒng))
為了保證海洋結(jié)構(gòu)物功能的實現(xiàn),既有常規(guī)系統(tǒng),又有專用系統(tǒng)中用的鋼管。常規(guī)系統(tǒng)主要有:艙底水、壓載、疏排水、生活污水、空氣、測量、注入、生活用水、消防、貨油、掃艙、透氣、惰氣、加熱、冼艙、泡沫滅火、灑水、蒸發(fā)氣、液位遙測、閥門遙控等系統(tǒng)。專用系統(tǒng)是特種用途的。如運輸液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)等船的專用系統(tǒng);“海洋工程”的特殊的鉆采設(shè)備、原油處理/液化石油氣/液化天然氣處理(流程)系統(tǒng)、特殊的系泊系統(tǒng)、火炬系統(tǒng)等。
目前國內(nèi)鋼管行業(yè)還未有將這類用管納入海洋工程用管中,本文也不作進一步的論述。
2. 工程結(jié)構(gòu)用管
“海洋工程”除了功能系統(tǒng)中的“鋼管”外,還有許多構(gòu)造中大量采用的“鋼管”。如:導(dǎo)管架、水下鋼樁、隔水套管、系泊支架、直升機平臺、火炬塔架等。這類“鋼管”的特點:規(guī)格多、材質(zhì)高、比較雜,有同徑、異徑,不同壁厚,還有大量的Y、K、T型的管節(jié)點。如導(dǎo)管架、鋼樁、井口隔水套等,多為大直徑尺寸的“鋼管”,一般都是用鋼板卷制而成。它們的材質(zhì)為E36-Z35,D36-Z35,E36,D36。這類鋼管制造所采用標準主要是《船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼》(GB 712-2011)和《結(jié)構(gòu)鋼管制造規(guī)范》(SY/T 10002-2000)(國家海洋石油天然氣行業(yè)標準)?!洞凹昂Q蠊こ逃媒Y(jié)構(gòu)鋼》(GB 712-2011)是在原《船體結(jié)構(gòu)用鋼》(GB 712-2000)的基礎(chǔ)上進行修訂,成為我國首個海洋平臺用鋼國家標準。
由于我國沒有專門海洋結(jié)構(gòu)管制造企業(yè)。所以,通常都是由海洋平臺建造單位購置鋼板后,自行加工成型。近十多年來。國內(nèi)鋼管企業(yè)建設(shè)了一大批現(xiàn)代化的大型鋼管生產(chǎn)線(包括無縫、焊管),可以生產(chǎn)部分大直徑結(jié)構(gòu)用管,但還有部分更大規(guī)格仍需要采用輥式彎管機來生產(chǎn)。
3. 特殊用途鋼管
特殊用途管一般是指特定工作環(huán)境和工作介質(zhì)下使用的特種鋼管。目前鋼管行業(yè)將海底管線管列入海洋工程用管中。
海底管線鋼管與陸地管線不同,由于海洋環(huán)境惡劣,其工作環(huán)境長期受到海水壓力與腐蝕、波浪與洋流的沖刷與振動、海洋浮游生物的潛在破壞、水上交通物的機械破壞等,近年來,隨著海上油氣田向著深水、極地的開發(fā),面對惡劣的海洋服役環(huán)境,對海底管線提出了比陸地管線更高的質(zhì)量要求,如:高鋼級、大厚壁、各向同性、低屈強比、低溫下的高韌性、高止裂性、良好焊接性、抗大應(yīng)變性能及抗酸性介質(zhì)腐蝕等性能。在目前國際上普遍執(zhí)行的API標準中,管線用鋼級別涵蓋了X42-X100的焊接高強度鋼。