高强度结构用钢在海洋工程结构中的应用研究

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研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新
中国设备工程 2024.02 （上）
高强度结构用钢是现代社会工程建设中应用的一种主要材料，具有强度高、韧性好的特点。

海洋工程中应用高强度结构用钢，不仅是海洋工程建设的必然需求，同时也是海洋工程质量提升的主要途径。

海洋工程建设与陆地工程建设有所不同，海洋中结构所承受外力，所处环境不同，尤其是风力作用较大，海水腐蚀比较严重，都影响海洋工程稳定性，所以采用更高强度的钢材，能够有效地提升海洋工程结构质量，提升海洋工程使用寿命，对于我国海洋探索以及海洋科技开发都有关键的作用。

1 高强度结构用钢材料
高强度结构用钢材料是现代钢筋材料的主要种类，是现代钢筋材料的新研发。

高强度结构用钢是一种低合金钢材料，是在传统钢材基础上研发的新型钢筋材料，该材料与传统钢材相比，具有更优的性能。

高强度结构用钢具有良好的焊接性能、塑性、韧性和加工工艺性，较好的耐蚀性，同时在较高强度的性能之下，高强度结构钢在应用过程中，冷脆的转换温度也比较低，从而使高强度结构用钢材料的使用寿命增加。

在当前，高强度结构用钢材料主要包括Q295、Q345、Q390、Q420、Q460以及Q500等。

不同的高强度钢材性能不同，同时应用方向也有所不同。

例如，Q345（16Mn）具有良好的综合力学性能、低温冲击韧性、冷冲压、切削加工性、焊接性能等，但缺口敏感性较大，广泛用于受动荷载作用的焊接结构，如桥梁、车辆、船舶、管道、锅炉、大容器、油罐、重型机械设备，矿山机械和－40℃低温压力容器。

再如，Q420钢材也适合应用与大型船舶、海洋桥梁以及海洋工程建设，对于海洋工程建设有重要的意义。

2 高强度结构用钢材料在海洋工程结构中的应用探讨
高强度结构用钢材料在海洋工程结构中应用，对于海洋工程建设有重要的意义，以下是从必要性、作用等角度分析海洋工程中应用高强度结构用钢。

（1）海洋工程建设过程中应用高强度型钢具有必要性。

其一，海洋资源丰富，以北冰洋为例，蕴藏资源超过2000亿吨油气。

所以，在陆地资源濒临枯竭的背景之下，资源探测开采开始进入海洋领域。

所以，现代
高强度结构用钢在海洋工程结构中的应用研究
王飞
（中海油田服务股份有限公司，河北 廊坊 065201）
摘要：海洋工程领域是国家工程建设的重点领域，同时也是高投入高风险行业。

高强度结构用钢在海洋工程结构中应用，有利于提
升海洋工程结构强度，同时也有利于提高海洋工程的结构稳定性，对于安全有效开发海洋资源有着重要意义。

本文研究高强度结构用钢在海洋工程结构中的应用，采用高强度结构用钢材料，实现结构优化，提升海洋工程的整体质量。

关键词：高强度结构用钢；海洋工程；结构应用
中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2024）02（上）-0244-03
海洋工程逐渐增加，而海洋工程建设中，钢筋材料又是不可或缺的材料。

在海洋工程中，海洋工程平台基建，海洋船舶建造、海洋油气开发管道等材料都是钢筋材料，所以在海洋工程建设过程中，继续使用高强度钢材。

其二，海洋工程建设过程中，对于钢材的屈服强度要求非常高。

主要原因是我国沿海受台风影响较大，极端海况时有发生，这就要求结构物具有较大的极限强度和冗余。

据相关数据分析显示，海洋移动平台结构可分为主要结构、次要结构和特殊结构，其中主要结构和特殊结构对整体安全性起主要作用，一般要求钢材屈服强度达到355MPa、420MPa 以及690MPa，普通钢材难以达到强度要求。

（2）海洋工程建设结构用钢采用刚强度结构钢具有重要的意义。

其一，从工程本身而言，其作用是提升了海洋工程结构的使用寿命。

高强度结构用钢的耐蚀性、强度性能都全面优于普通钢材，所以其应用于海洋工程结构当中，就具有耐久性优势，给予海洋工程更高强度的保护作用。

其二，从海洋工程角度而言，采用高强度钢，提升了海洋工程的强度和使用寿命，对于后续的海洋资源开发以及海洋工程建设也有重要的意义。

3 高强度结构用钢在海洋工程结构中的应用方向
海洋领域拥有着广阔的空间资源，所以海洋工程建设非常必要，我国海洋资源也非常丰富，在海洋工程建设过程中，采用高强度结构用钢，有利于海洋工程质量提高。

当前，高强度结构用钢已经广泛应用于海洋工程建设中，以下是对海洋工程结构中高强度结构钢的具体应用。

3.1 海洋船体结构用钢
海洋工程建设中，海洋船舶也是工程使用船只非常关键，主要作用包括科学考察、运输物资等，所以在海洋工程建设中，相关专家也提出了采用高强度用钢建造船只的思路，以提升海洋船舶质量。

现代海洋船舶船体结构建造过程中，通常采用A、D、E、F 四种不同级别的钢材。

当前，在海洋船体结构设计应用过程中，EQ56是常见的高强度结构用钢材料，同时也包括EQ56-Z15、EQ56-125等。

该高强度结构钢材料应用过程中，抗拉强度为798MPa、屈服强度达到579MPa、延伸率为17，非
标准、API规范、
（2）高强度结构用钢要求比较严格，同时要求更
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1 前言
空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。

压缩空气是一种重要的动力源。

与其他能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。

空压机是气动系统中气源装置的主体，它将原动的机械能转化为气体压力能，提供气源动力。

据权威资料显示，在企业电力总消耗中，压缩空气系统电能耗费占到10%～35%，而作为气动系统中的气源装置主体，空压机所消耗电能占到整个压缩空气系统总能耗的90%以上。

而且据调查显示，我国大部分气动系统都存在系统管路损失大、设备配套不合理、系统控制技术落后及运行管理水平低等问题，因此运行效率都很低。

某再生水厂膜工艺环节中使用空压机，其中气擦洗空压机主要为膜组器的正常反洗提供气源，具有很重要的作用。

气擦洗空压机通过电动机把气体导入压缩腔，对空气进行压缩做功，并同时使压缩的气体具备一定的再生水厂膜工艺环节气擦洗空压机节能改造与实现
杨自强
（北京排水集团凉水河流域分公司，北京 100000）
摘要：再生水厂膜工艺环节中气擦洗空压机具有非常大的作用，其属于能耗非常大的一种工艺设备。

本文对气擦洗空压机节能改造
与应用现状进行了介绍，结合空压机节能改造内容，对耗能原因进行了分析，并对空压机节能发展和改造后的应用做了研究。

关键词：气擦洗空压机；节能改造；膜工艺环节
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2024）02（上）-0246-03
压力。

空气压缩机消耗能源中最大的就是电能，同时由于其运行方式的特点，耗能非常巨大。

其中再生水厂膜工艺气擦洗空压机耗电占比约20%。

因此，本文对气擦洗空压机进行耗能原因分析并提出改造措施。

2 空压机系统改造前运行状态
螺杆式空压机的工作原理是空气经空气过滤器和吸气调节阀而吸入，该调节阀主要用于调节气缸、转子及滑片形成的压缩腔，阴、阳转子旋转相对于气缸里偏心方式运转。

滑片安装在转子的槽中，并通过离心力将滑片推至气缸壁，高效的注油系统能够确保压缩机良好的冷却及润滑油的最小舒适耗量，在气缸壁上形成的一层薄薄的油膜可以防止金属部件之间直接接触而造成磨损。

经过压缩后的空气温度较高，其中混有一定的油气，经过油气分离器进行分离，之后，油气经过油过滤器冷却在经过过滤器流回储油罐，空气经过气后冷却器进行冷却而进入储气罐。

某再生水厂膜工艺环节气擦洗空压机共有4台，该空压站的压缩空气系统由空压机、储气罐、连接管路至车间各用气点构成，没有预处理系统，管路材质②EQ70高强度钢材使用厚度为88mm、屈服强度为733MPa、抗拉强度为792MPa、延伸率19%、时效冲击为218/233、240/233、241/233。

两种不同的材料，应用于不同的结构，对于该海洋工程的质量提升有重要的意义。

5 高强度结构用钢在海洋工程中的应用工艺
高强度结构用钢在海洋工程中应用十分关键。

在海洋工程建设中，不仅需要合理地使用钢材料，还需要对施工工艺进行有效的把控。

控制各项工艺要点，实现钢材料的全过程应用控制。

高强度钢材的焊接必须具备船级社认可的焊接工艺，同时对焊接过程把控要求相当严格，包括焊材和焊接仪器的选择、电压电流的限制、焊接人员的技术、保温温度和时间等。

在完成焊接后，需要对焊接质量进行检查，确保不存在焊接缺陷。

6 结语
按照国家发展海洋强国的战略指引，海洋领域将是
资源开发的重点领域，对于社会发展和进步有非常关键的作用。

而在海洋工程建设中，使用高强度钢结构能够提升海洋工程质量，对于后续的海洋工程发挥作用有重要的意义。

希望本文能够对海洋工程结构建设中高强度用钢的应用有所帮助。

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