船舶与海洋工程中钢管的应用
钢管桩-混凝土复合管桩在海洋工程中的应用
钢管桩-混凝土复合管桩在海洋工程中的应用作者:朱峰于亮来源:《珠江水运》2018年第19期摘要:在某海洋工程中创新性的采用上部钢管桩下部大管桩的复合桩基础,利用了钢管桩耐锤击性能好、抗弯能力强、重量轻,大管桩轴向抗压承载能力高、价格低的特点,工程完工后检测表明该结构安全、实用、经济性好,在超长桩基设计中有良好的示范效果,应用前景广阔。
关键词:钢管桩-混凝土复合管桩海洋工程超长桩基1.工程概况根据某海洋工程综合基地的主要功能及工艺要求,在其码头工作平台分别安装500T、320T吊机各一台,同时兼顾到320 T吊机平台的后期扩展需要(改换为500T吊机),两座吊机平台均按500T吊机荷载设计计算。
2.结构型式和采用的水文条件2.1桩型的选择根据本工程码头设计条件与荷载情况,拟建码头水深较深,结构承受的竖向荷载和水平荷载都较大,采用钢管桩、大管桩、PHC桩等在技术上均是可行的。
钢管桩具有自重轻,规格多样,抗拉和抗弯承载力高,沉桩性能好,运输方便,对打桩船起吊能力要求低等优点,但钢管桩耐腐蚀性较差,造价高,经济性稍差。
大管桩的单桩承载力较高,抗弯能力较强,自身混凝土密实性好,防腐性能比较好,并可采用高性能混凝土以及辅助措施满足耐久性要求,桩身工厂预制,桩身质量有保证,施工速度快,经济性好,但其沉桩性能和抗弯能力相对钢管桩稍差。
PHC桩为先张预应力高强混凝土管桩,其性能与大管桩类似,但是抗弯能力和耐锤击性较大管桩稍弱,考虑到工程地区的使用习惯和预制条件,PHC桩相比大管桩并无优势。
综合考虑各桩型的优缺点,本工程结构采用复合桩,上部采用钢管桩可发挥其沉桩性能好、抗弯能力强的特点;下部采用预应力混凝土大管桩,充分发挥其垂直承载能力大、价格低的优势,两者优势结合互补。
2.2吊机平台结构型式平台采用墩式结构,墩台长20m,宽18m,厚4m。
吊机底座中心点位于墩台的左右中轴线并距墩体前沿7.5m处。
单个吊机平台下部采用23根直径Ф1200mm钢管桩-混凝土大管桩超长复合桩,桩长79m~81m。
临港滨海海洋项目中钢管桩牺牲阳极防腐的计算与应用
临港滨海海洋项目中钢管桩牺牲阳极防腐的计算与应用◎ 缪利香 上海友为工程设计有限公司摘 要:钢管桩作为海洋工程中的常用桩型,长期浸泡在海水中,为了减缓海洋环境下钢管桩的腐蚀速度,牺牲阳极保护由于性价比高、性能优良等优点被广泛运用。
本文结合项目情况理清牺牲阳极的设计方法及施工要点,并对牺牲阳极后续监测与保养提出要求。
关键词:钢管桩;牺牲阳极;质量检验;监测与管理1.工程概况上海临港某海洋生态保护修复项目为常态化开展生态修复跟踪监测,具有水文、水质、波浪、气象等水情变化的监测能力,项目配套建设一座生态监测站,该站离岸约200m,采用栈桥与海塘大堤连接。
生态监测站建设规模为128m2,共设置两层,单层建筑面积64m2,站身位置现状滩面高程-4.50m,站身基础采用钢管桩∅1000×18mm,桩长40m,共8根;栈桥宽度2.8m,采用预制空心板梁结构,总长200m,栈桥基础消浪堤以内采用∅600双排钻孔灌注桩,消浪堤以外采用双排钢管桩∅609×16mm,桩长30/35m,共20根,钢管桩钢材为Q345B。
2.钢管桩使用情况2.1钢管桩防腐要求本工程生态监测站设计使用年限为100a,这对钢管桩的耐久性提出较高的要求。
钢管桩长期浸泡在海水中,浪溅区在无掩护条件下平均腐蚀速度为0.4~0.5mm/a,为了减缓海洋环境下钢管桩的腐蚀速度,本工程钢管桩采用涂层防腐和牺牲阳极防腐的双重防腐措施。
牺牲阳极保护在海水环境下钢结构防腐中被广泛运用,具有性价比高、性能优良等优点,牺牲阳极保护是将被保护钢结构与电位更负的活泼金属建立电连接,活性强的金属失去电子,使被保护的金属结构获得保护电流而实现阴极极化,被保护的金属作为正极,腐蚀基本停止。
本工程钢管桩涂层防腐采用港工钢管桩高耐磨重防腐涂料,使用年限为25a;牺牲阳极防腐使用年限为25a,为保证测站100a的设计使用年限,需在20~25a后根据电位测量、探摸情况等重新设计及更换阳极块。
钢铁结构体加工钢材的海洋与水下工程应用
钢铁结构体加工钢材的海洋与水下工程应用海洋与水下工程是对钢铁结构体加工钢材应用的重要领域之一。
在这个领域中,钢材的性能与质量要求非常高,因为它们需要承受海洋环境的严酷条件,包括潮汐、浪涌、盐雾等。
本文将探讨钢铁结构体加工钢材在海洋与水下工程中的应用。
钢材在海洋与水下工程中的应用有很多方面。
首先,它们被广泛应用于建筑结构,如海洋平台、码头、船舶和桥梁。
这些结构需要足够的强度和抗腐蚀性能,以保证其在恶劣海洋环境下长期稳定运行。
因此,钢材的选择至关重要,必须具备耐蚀性和良好的强度。
其次,钢材在海洋与水下工程中的应用还包括海洋石油和天然气开发。
海洋石油平台通常是巨大的结构,需要承受极端的海洋环境和高压条件。
钢材在这些平台的建设中起到了至关重要的作用,因为它们提供了稳定的结构支持,并能够承受海浪和风力的冲击。
此外,钢材还用于海洋与水下工程的管道输送系统。
在海底运输石油、天然气和其他液体的管道中,钢材是首选材料。
这是因为钢材具有高强度、耐腐蚀性和耐压特性,可以保证这些输送管道的安全和可靠运行。
在海洋与水下工程中,钢材的海洋防腐性能至关重要。
由于长期接触海水,钢材容易受到盐雾的侵蚀,产生锈蚀。
为了解决这个问题,钢材在加工过程中通常会进行防腐处理,常见的方法包括镀锌、喷涂防腐蚀涂层和使用耐腐蚀钢材。
为了满足海洋环境的需求,钢材在生产过程中需要充分考虑材料的性能。
首先是钢材的强度和韧性。
由于海洋环境的恶劣条件,钢材需要具备良好的强度和韧性,以保证结构的安全性。
同时,耐腐蚀性也是至关重要的。
由于海洋环境的高含盐度,钢材需要具备良好的耐蚀性,以保证其使用寿命和性能。
此外,钢材的可焊性也是海洋与水下工程中需要考虑的重要因素之一。
由于结构体加工的需求,钢材通常需要焊接来完成连接。
因此,钢材的可焊性对于工程的质量和可靠性至关重要。
总的来说,钢铁结构体加工钢材在海洋与水下工程中的应用广泛而重要。
海洋环境对材料的要求非常高,钢材需要具备良好的强度、耐腐蚀性和可焊性,以确保结构的安全和可靠性。
钢丝骨架复合管在海洋工程中的应用及防腐性能研究
钢丝骨架复合管在海洋工程中的应用及防腐性能研究钢丝骨架复合管是一种重要的管道材料,广泛用于海洋工程领域。
它具有高强度、耐腐蚀等特点,适用于各种复杂的海洋环境。
本文将重点探讨钢丝骨架复合管在海洋工程中的应用以及防腐性能的研究。
一、钢丝骨架复合管的应用1. 海底油气输送管道钢丝骨架复合管在海底油气输送管道中的应用日益广泛。
由于其强度高、耐压性能好,能够承受海底沉积物的重压,同时又能有效抵御海水的侵蚀,保证管道运行的安全可靠。
2. 海洋矿产开发管道在深海矿产开发过程中,钢丝骨架复合管被用作矿产输送的管道材料。
其耐腐蚀性能强,能够抵御海水中的氯离子、硫化物等有害物质的侵蚀,确保矿产的安全输送。
3. 海水淡化管道钢丝骨架复合管在海水淡化领域也发挥着重要的作用。
海洋中的高盐浓度对管道材料的腐蚀性很大,而钢丝骨架复合管的耐腐蚀性能优异,能够有效提高海水淡化设备的使用寿命。
二、钢丝骨架复合管的防腐性能研究1. 防腐性能测试方法为了验证钢丝骨架复合管的防腐性能,研究者采用了多种测试方法。
常见的包括电化学阻抗谱(EIS)测试、扫描电子显微镜(SEM)观察以及盐雾试验等。
通过这些方法可以评估钢丝骨架复合管防腐蚀性能的优劣。
2. 防腐性能影响因素钢丝骨架复合管的防腐性能受到多种因素的影响。
首先是材料的选择,合适的复合材料能够提高管道的耐腐蚀性能。
其次是涂层技术的应用,合理选择和施工涂层能够增强管道的防腐功能。
此外,管道周围环境因素也会对防腐性能产生影响。
3. 防腐性能改进措施为了进一步提高钢丝骨架复合管的防腐性能,研究者提出了一系列的改进措施。
例如,采用防腐涂层技术,增加复合管的耐腐蚀能力。
此外,还可以改变复合管的结构设计,提高其抗腐蚀性能。
三、总结钢丝骨架复合管在海洋工程中的应用广泛,具有广阔的发展前景。
其在海底油气输送、海洋矿产开发以及海水淡化等领域的应用已经取得了显著的成果。
同时,对钢丝骨架复合管的防腐性能的研究也得到了广泛的关注,旨在进一步提升其使用寿命和可靠性。
关于海洋工程中导管架用结构钢的研究与讨论
材质固有 的坚韧特 性, 确认 冷变 形这样的钢 材状态 。
( 二) 辨识化学成 分 结构 钢特 有的工艺状 态 、 安全 特性 都应被 考量 。 通 过调 研探析 , 归结 了 通过 数值 解析, 考 量了细分 出来 的化学 要素 , 有序管控 原材之中的 结构 钢必 备的细化 成分、 设定关 联项 目来查验原材 的质量 。 采纳 超声波 窄成 分。 这 样做 , 缩 减了原材 之中的磷 元 素 、 总体 硫 元素 、 其 他杂 质成 特有 的探伤步 骤来查 验原 材的刚 度、 查 验表 层缺陷 、 原材可焊特 性 。 对 分。 此外 , 氧气氮气 、 偏 少比值 的氢气等 , 都应予以控制 。
关于海洋工程中导管架用结构钢的研究与讨论
朱多平
中海油能源发展装备技术有限公司 天津塘沽 3 0 0 4 5 3
融汇成 足量的碳氮 化物 , 解析它特 有的弥散 析 出状 态 。 在这 种根 【 摘 要l最近 几年 , 海洋工业 凸 显了 快 速进 展的总倾 向。 海洋工程 范 化 物 , 基上 , 辨识 晶粒状 态的细化钢 , 增添钢材 韧性 。 架 匹配 的 这 类 结 构 钢 , 明确根 本 机理 、 多层 级 的技 术 规 格 。本 文 辨 识 了 结 第三 , 碳及锰 固有 的比值应 被适 当调 控 , 缩减碳 的总量 , 提 升焊 接 构钢固有的多 样特性, 在 这种根 基上 , 探究 现 实运用。 特性。 l 关键 词 l 海洋工程 ; 导管架; 结构钢 第四 , 增添 纯净度 , 变更 硫化物 初 始的 布设状 态。 这 样做 。 能增 添
( 一) 材质屈服 强度 清理 、 控制后 续轧制、 精整并热处 理、 超 声波查 验然后运送 入库 。 采 纳 熔炼步 骤来 辨识 结构钢 初始 的屈服 强度 。 若 这类 强度被 归类 ( 三) 实测得来 的各 类特性 为2 7 0 MP a 左右 , 那 么C 当量 不会超 出0 . 4 %{ 若屈服 强度这 样 的数值 会 依 照化学 解析 、 其 他成分 解 析来拟 定 成套 的流程 以便制备 钢材 。 超 出3 6 0 MP a , 则 当量被 限制于0 . 4 3 %。 在结 构钢中, 多样元 素都指代 着 依 据设 定 出来 的规 格水准 来查 验结 构钢 。 实 测得 来的数 值应 当契合设 独 特符号。 定 的原材规 格。 力学测 查之中, 含有弯 曲试 验、 配套拉 伸测验 、 V 型架 构 ( 二) 探 伤必备的超声波 的冲击测 验、 查 验维 氏硬度 查 验尺寸 时, 应依 照原材 焊接 特有 的规 程 辨识钢 材厚度 。 其 他成 套数值含有 如下的特 性 : 外 表固有 的薄 超 声 波探 伤时 , 采纳 惯用 的钢 板材质 、 独特 复合钢 板 , 采 纳B 层级 来检测 , 的查验 指标 。 若 查验 出了如下 的弊 病 , 则不可 采纳 这一 规格 的钢 材: 若 厚程 度 , 含有0 . 7 这一最 大数 值、 O 这样 的最小 数值 ; 均衡 数值 被设定 成 底面架构 内的反射 波会被 耗费超 出4 5 %, 直径超 出7 5 毫米 , 则被 归类为 0 . 4 5 毫米 。 最 大范 畴的宽度 l 5 毫米 , 长 度2 4 毫米 。 实 测得来 的直线 度不 毫米这一偏差 , 均衡数值 是每米 1 毫米 。 潜藏 着的 内在 缺陷 , 若底面反 射得来 的超声波 被损 失掉 了7 0 %, 直径 超 可超出每米3 外观测查 之中, 采 纳直观视 觉来辨识 材质缺陷 。 结构 钢布设 的表层 出了l 1区段内的开发项 目, 不 可脱离导管 架搭 配的常用结构 钢。 这类
船舶与海工用特种钢材应用前景广阔
船舶与海工用特种钢材应用前景广阔随着世界经济的发展,船舶的大型化、海洋资源开发的深海化需要大量采用具有特殊性能的船舶与海工用钢。
经过多年的发展,我国已经建立了比较完备的船舶与海工用钢体系,主要包括中国船级社规范CCS和GB712《船舶及海洋工程用钢》,钢级涵盖了早期大型船体采用的一般强度钢和现在海工设备常采用的焊接结构用超高强度钢。
目前,我国船舶与海洋工程用钢已能满足国内市场的大部分需求,但部分高级别的特种微合金化钢材仍大量依赖进口。
当前,要推进我国高技术船舶与海洋工业的发展还有大量的关键技术需要突破,核心问题之一就是船舶与海工用特种钢的推广与应用,需要冶金企业与造船企业共同努力,早日实现多品种、多规格的工业化供货。
船舶与海工用特种钢研发方兴未艾液化气体运输船用低温钢。
国际上主要通过液化气体专用运输船进行液化气,包括LPG(液化石油气)船和LNG(液化天然气)船。
CCS《材料与焊接规范》规定了建造液化气体运输船的液货舱及其相邻船体结构用的低温韧性钢,包括使用温度在-55℃以上的碳-锰钢和使用温度在-60~-196℃的镍合金钢。
其中9Ni钢是建造自撑式LNG船储罐最主要的钢种,国内有的钢企生产的船用9Ni钢板通过了多家船级社的认证。
随着人类环保意识的增强,清洁能源占国际能源消耗的比重将逐渐提升,催生LPG船与LNG船的大量应用,这就需要大量低温钢,如9Ni钢和膨胀合金等。
大热输入焊接用船板。
大热输入焊接用钢是指焊接热输入在400千焦/厘米以上的钢种。
随着船板厚度规格的增加,开发具有高焊接热输入适应性的钢板以提高焊接效率成为船体建造需重点解决的问题。
提高焊接热输入适应性,必须解决焊接热影响区(HAZ)韧性降低的问题。
提高HAZ韧性的方法包括采用低碳当量的合金设计、细化HAZ晶粒尺寸及改善HAZ晶内组织。
耐蚀钢。
油船是国际间原油运输的重要工具,油船货油舱耐蚀钢用量占到船舶总用钢量的40%~45%,意味着耐原油腐蚀钢板具有巨大的市场需求。
钢管外径357-概述说明以及解释
钢管外径357-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钢管外径357是指钢管的外径大小为357毫米。
钢管是一种常见的建筑材料,在各个行业中广泛应用。
钢管的外径大小对于其在不同领域的使用具有重要意义。
钢管外径357的选择是基于特定需求和使用场景而定的。
较大的外径尺寸能够提供更大的内部空间,适用于需要输送较大流量物质或承受更高压力的场合。
相反,较小的外径尺寸则可以在空间有限的情况下实现更高的承载能力和稳定性。
钢管外径357的相关特性和优势也值得注意。
首先,这种外径尺寸适用于一些大型工程项目,如建筑结构、桥梁和航空航天领域。
其次,与较小外径相比,357毫米的钢管可以提供更高的刚度和强度,因此在承受较大外部荷载时更加可靠。
此外,钢管外径357的选择还与材料的选择密切相关。
不同材料的钢管在同样外径尺寸下会有不同的性能表现,因此在具体应用中需要针对具体需求进行选择。
综上所述,钢管外径357具有适用于大型工程项目、提供更大内部空间和承载能力的优势。
在选择钢管外径时,需要考虑具体的使用需求和场景,以确保钢管的性能和可靠性。
文章结构部分可以描述整篇文章的组织架构和章节安排。
在本篇文章中,按照以下方式来编写1.2 文章结构的内容:文章结构:本文按照以下章节进行组织和阐述:1. 引言2. 正文3. 结论1. 引言:引言部分包含对本文主题的概述、文章结构的介绍以及研究目的的说明。
2. 正文:正文部分是本文的核心内容,主要包括四个要点的阐述。
2.1 要点1:在本部分,将详细介绍钢管外径357的定义以及其在工业领域中的应用。
同时,也会探讨该外径在不同领域中的特点和优势。
2.2 要点2:本部分将对钢管外径357的制造工艺和相关标准进行分析和解读。
同时,还将讨论不同制造工艺对管材质量和机械性能的影响。
2.3 要点3:在该部分,将对钢管外径357的应用案例进行介绍和分析。
通过实际案例的探讨,展示该外径在不同行业中的应用场景以及其所带来的经济效益和社会价值。
钢管混凝土在海洋码头引桥工程中的应用
2 )粉 煤 灰 : E 照 电 厂 I级 粉 煤 灰 ,细 度 为 t 5 %,烧 失量 为 3 %,需 水量 比为 9 %,含 水率 . 6 . 9 2 为 02 , 三 氧 化 硫 为 1 % ,强 度 活 性 指 数 为 . % . 3
7%: 4
体 系 ,外 部 整 体 简支 ,属 静 定 体 系 。单 片 拱肋 采
( 日照 市建 设 工 程质 量监 督 站 ,山 东 日照 2 62 ) 7 8 6
摘 要 :通 过 海 洋码 头 引桥 工程 实例 ,介 绍 了大 流 动度 、 自密 实、 高 强度 、微 膨 胀及 缓 凝 混凝 土 在 大跨 、 多跨 铜 管 混凝 土 拱 桥 中的 配 合 比设 计 及要 求 ,并对 铜 管 混 凝 土 泵送 施 工 方 法 、 工 艺 流程 、施 工 过程 控 制 等 进 行 了阐述 。使 用效 果 证 明 .采 用
表 观 密度 为 26 0k/ ,含 泥量 为 06 ,压碎 指 3 g m . % 标 为 9 %,针片 状颗料 含量 为 86 . 7 .%,其 它指标 符 合 国家标 准 ;
2 钢 管混凝 土配合 比{ 】 . 2 21 混凝 土性 能技术要 求 .
该 配 套 引 桥T 程 钢管 混 凝 土设 计 为 C 0微 膨 5
2 1年 6月 01
水运 工程
Pot & W ae wa En i ei g r tr y gne rn
J n 2 1 u. 0 1
No 6 S r lNo 4 4 . ei . 5 a
第 6期
总第 44期 5
钢 管混 凝 土在 海 洋码 头 引桥 工程 中的应 用
曹现 强
3 细 骨 料 :采 用 河 砂 ,细 度模 数 为 28 ) .,表 观 密度 为 26 0k/ 。 泥量 为 1 % ,其它 指 标 0 gm ,含 . 8 符 合 国家 标准 ;
海洋工程及船舶用管
海洋工程及船舶用管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。
其中造船耗钢量最大。
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(%累计同比增(% 2012年02月4,788,7668,347,12428.23 6.422012年03月5,538,87314,086,6778.35 2.052012年04月5,848,85620,230,638 1.31 1.812012年05月5,311,49825,889,727-10.27-3.88 2012年06月5,588,24228,554,621 4.38-4.12012年07月4,844,22933,398,183-2.86-3.74 2012年08月4,927,43338,323,327-0.78-3.17 2012年09月5,397,74743,653,033 6.93-2.58 2012年10月4,923,06548,571,474 4.09-0.67 2012年11月4,578,55553,150,821-2.12-1.11 2012年12月5,102,60459,125,1267.88 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:万吨海洋工程制造100504030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最新情况。
海洋工程中的新材料应用与发展
海洋工程中的新材料应用与发展在当今世界,海洋工程的发展对于人类探索和利用海洋资源、保障海洋安全以及推动经济增长具有至关重要的意义。
而在海洋工程的不断进步中,新材料的应用无疑是其中的关键驱动力。
这些新材料不仅为海洋工程带来了更高的性能和可靠性,还为解决一系列技术难题提供了新的途径。
一、海洋工程中新材料的类型1、高强度金属材料高强度钢在海洋工程中得到了广泛应用。
例如,屈服强度更高的钢材被用于建造海洋平台的支撑结构,能够承受巨大的海洋载荷和恶劣的环境条件。
钛合金因其优异的耐腐蚀性和高强度重量比,在深海装备制造中表现出色,如深海潜水器的外壳等。
2、高性能复合材料纤维增强复合材料,如碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP),在海洋工程中的应用日益增多。
它们具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,适用于制造海洋船舶的上层建筑、桅杆等部件,能够减轻船舶重量,提高航行性能。
3、防腐涂层材料海洋环境中的腐蚀问题严重影响着海洋工程设施的使用寿命。
新型防腐涂层材料,如陶瓷涂层、有机硅涂层等,能够有效地保护金属结构免受海水腐蚀和生物附着。
4、智能材料智能材料如形状记忆合金、压电材料等在海洋工程中也展现出了独特的应用前景。
形状记忆合金可以用于制造自修复的海洋管道连接件,当管道出现裂纹时,能够自动愈合。
压电材料则可以用于海洋结构的健康监测,通过感知结构的振动和应力变化,及时发现潜在的损伤。
二、新材料在海洋工程中的应用实例1、海洋平台在海洋平台的建造中,高强度钢材的使用使得平台的结构更加稳固,能够承受更大的风浪和海流冲击。
同时,复合材料的应用减轻了平台的重量,降低了建设和运营成本。
例如,采用碳纤维复合材料制造的平台栏杆,不仅强度高,而且耐腐蚀,减少了维护工作量。
2、海洋船舶高性能复合材料在船舶制造中的应用越来越广泛。
如豪华游艇的船体和甲板部分采用复合材料制造,不仅外观美观,而且航行速度更快,燃油消耗更低。
此外,新型防腐涂层材料的应用延长了船舶的使用寿命,降低了维修成本。
优质船舶及海工用钢的技术特点
优质船舶及海工用钢的技术特点目前,我国高技术船舶及海洋工程的国产化建立在高端材料和技术大量依赖进口的基础之上。
要推进我国船舶工业及海洋石油工业的发展,保障我国能源、运输等行业的安全,大量关键技术有待突破,其中的核心问题之一就是高品质造船及海洋工程用钢的研发和推广应用。
造船及海洋工程用钢的新要求钢材是造船及海洋工程结构建造的主要原材料,占据了船体及海洋工程建造成本的20%~30%。
涉及的钢材品种主要包括钢板、型钢(船用球扁钢、H型钢、角钢等)、铸锻钢以及配套焊接材料等。
其中船体建造耗用钢材量约占全船重量的60%左右,其中板材又占88%左右。
高强度、高韧性是造船及海洋工程用钢的基本要求。
目前,在大型散装货船和集装箱船中,390MPa级的高强度钢已占主导地位,而TMCP (控制轧制和控制冷却技术)工艺生产的船体钢的强度级别已经达到550MPa级以上,在海洋平台等大型海洋结构中获得广泛应用。
而海洋工程中自升式钻井平台的桩腿结构,如齿条板、半圆板和无缝支撑管等部位,均要求屈服强度在690MPa以上的高强度低合金钢,同时对低温冲击韧性的要求也极为苛刻,即使在普通工况条件也要求考核-40℃(E级)的低温冲击性能,在寒冷或极寒条件下考核-60℃(F 级)甚至-80℃的低温冲击性能。
焊接性也是船体结构钢关注的重点问题之一。
近年来,为降低建造成本、提高造船的生产率,造船厂强烈要求采用大线能量焊接。
国外广泛采用100kJ/cm~500kJ/cm大线能量焊接。
为此,各国开发了一系列大线能量焊接船体钢,如日本于上世纪80年代初期研制的YP335钢、90年代中期研制的YP390和目前正在研制的YP460钢等。
目前,在海洋工程用钢领域如平台用E36等,均要求采用大线能量焊接以提高施工建造效率。
船舶及海洋工程结构的耐腐蚀性越来越受到人们的关注。
近年来,国际海事组织(IMO)先后通过了压载舱涂层防护标准(PSPC)和货油舱用耐腐蚀钢性能标准(MSC87),这使得相关的研究工作变得更加紧迫。
海洋工程管道对接方法及技术
海洋工程管道对接方法及技术发布时间:2023-05-27T23:56:11.979Z 来源:《科技新时代》2023年6期作者:高志钊1 任海鹏2 [导读] 摘要:海洋工程管道对接是海洋工程施工中的一个重要环节,涉及海底管道的安装、连接和维护。
本文主要介绍了海洋工程中管端连接的方法和技术,包括管道预制、管道铺设、管道连接和管道维修。
在这方面,我们将讨论海洋工程管接头的常用方法和技术,并介绍一些新技术来提高海洋工程管接头的质量和效率。
摘要:海洋工程管道对接是海洋工程施工中的一个重要环节,涉及海底管道的安装、连接和维护。
本文主要介绍了海洋工程中管端连接的方法和技术,包括管道预制、管道铺设、管道连接和管道维修。
在这方面,我们将讨论海洋工程管接头的常用方法和技术,并介绍一些新技术来提高海洋工程管接头的质量和效率。
关键词:海洋工程;管道对接;预制管道;安装;连接;维护海洋工程是一门比较复杂的工程,涉及海洋资源的开发利用。
在海洋工程建设中,海洋工程管道是不可或缺的组成部分,主要用于输送油、气、水等液体。
海洋工程管道对接是海洋工程管道施工中的一个重要环节。
它关系到管道的安装、连接和维护,是保证海洋工程管道正常运行的重要保障。
因此,研究海洋工程管接头的方法和技术具有十分重要的意义。
1海洋工程管道对接现状分析海洋工程管道对接是海洋工程中的重要环节,其质量和安全直接影响海洋工程的正常运行和可持续发展。
目前,海洋工程管线铺设存在以下现状:1.1技术水平不断提升随着海洋工程的不断发展和对技术的不断追求,管子对接接头的技术水平不断提高。
近年来,出现了许多新的管道对接技术,如激光焊、电磁感应焊、摩擦焊等。
这项新技术不仅可以提高管道对接接头的效率,还可以提高管道接头的质量和安全性。
对接。
1.2高度重视对接质量随着海洋环境的复杂化和海洋工程安全要求的提高,管接头的质量越来越受到重视。
现在,对于海洋工程中的管道对接,不仅要求接头管道连接牢固、密封良好,而且要求对接后的抗震、抗风等能力,以及对环境的要求。
海底管线用管线钢及钢管的研发与应用
海底管线用管线钢及钢管的研发与应用NIU Aijun;BI Zongyue;ZHANG Gaolan【摘要】介绍了国内外海底管道的发展及应用,以及我国海底管线用管线钢及钢管的研发和应用现状.指出,近年来虽然我国海洋油气输送用管线钢及钢管研制已取得巨大突破,但总体来说,我国海洋工程领域用海底管线的技术水平和研发能力还远不能适应国内外深海油气开发的需要,与国外先进水平相比仍存在较大差距,尤其缺乏适用于超水深和基于应变设计的海底管线用管线钢及钢管的研发和生产经验,需要进一步加强开发研究,为我国深海油气资源的大规模开发做好技术储备.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2019(042)006【总页数】6页(P1-6)【关键词】海底管道;深海管材;厚壁;油气管道;管线钢【作者】NIU Aijun;BI Zongyue;ZHANG Gaolan【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TE9730 前言全球海洋油气储备丰富,海洋已成为全球油气产量增长和勘探开发投资的主要领域,能源战略意义深远。
海洋油气储量约占全球油气资源总量的1/3,随着海洋石油勘探技术水平与装备能力的突破性提升,海洋石油产量快速增长,且多集中于深海[1]。
据测算,世界石油产量中约30%来自于海洋石油,深海油气资源开发正在成为世界石油工业的主要增长点和科技创新的前沿。
深海油气勘探开发投资占海洋总投资比例如图1 所示。
随着陆地及近海油气资源的日渐枯竭,深海和超深海油气资源的勘探开发已经成为世界油气开采的重点领域[2]。
近年来,发现的超过1×108 t储量的大型油气田中,海洋油气占到60%,其中一半是在水深500 m 以上的深海,这使得深海油气领域备受行业关注,成为国际大石油公司的投资热点[3]。
图1 深海油气勘探开发投资占海洋总投资比例我国海洋油气储量十分可观,而且勘探开发尚处于早中期,工业化前景广阔。
我国南海具有丰富的油气资源和天然气水合物资源,石油地质储量约为(230~300)×108 t,占我国油气总资源量的1/3,属于世界四大海洋油气聚集中心之一,有“第二个波斯湾” 之称,其中70%蕴藏于深海区域。
玻璃钢管简介及其在船舶上的应用
玻璃钢管简介及其在船舶上的应用莫 兵,李文军,孙明忠(上海船舶研究设计院,上海 201203)摘 要:玻璃钢管以其优良的耐腐蚀性、优异的水利学性能以及比重小、重量轻等优点,已经逐渐被应用到船舶及海洋工程上。
通过介绍玻璃钢管的结构和性能,对比了钢管及玻璃钢管的应用特点,表明玻璃钢管不仅能够取代钢管在压载水系统上的应用,而且能够有效减轻系统的重量、降低建造成本。
关键词:玻璃钢管;结构;性能中图分类号:U664.84 文献标志码:A DOI:10.16443/ki.31-1420.2019.05.007Introduction of Glass Steel Pipe and its Application on ShipsMO Bing, LI Wenjun, SUN Mingzhong(Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, Shanghai 201203, China) Abstract: Glass steel pipe has been gradually applied to marine and marine engineering due toits excellent corrosion resistance, excellent hydraulic performance, small specific gravity and light weight. By introducing the structure and performance of the glass steel pipe, the application characteristics of the steel pipes and the glass steel pipes are compared, which shows that the glass steel pipe can not only replace the application of the steel pipe in the ballast water system, but also can effectively reduce the weight of the system and reduce the construction cost.Key words: glass steel pipe; structure; performance0 引言近几年随着材料工业的飞速发展,非金属管材在各领域的应用范围越来越广。
浅谈玻璃钢管在船舶与海洋工程上的应用
浅谈玻璃钢管在船舶与海洋工程上的应用作者:张新邺张一珍来源:《中国科技博览》2019年第06期[摘要]本文介绍玻璃钢管特点以及设计流程、设计要点,玻璃钢管是目前可以在船舶及海洋工程上大量使用的新型材料。
[关键词]玻璃钢管;技术要求;设计流程;新型材料中图分类号:J62 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)06-0239-02一、玻璃钢管介绍玻璃钢全称为玻璃纤维增强塑料英文缩写为FRP,因此玻璃钢实质上是纤维增强塑料。
用玻璃纤维去增强热塑性树脂称为热塑性玻璃钢(FRTP),用玻璃纤维去增强热固性树脂就叫做热固性玻璃钢(FRP)。
目前船上采用的主要是指热固性而言。
玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管是一种新型管道,是玻璃钢管的一种,也是目前国内外逐渐推广使用的一种柔性符合材料管道。
玻璃钢管道所具有的优越性能克服了目前常用管材的一些弊端,成为其替代品,它主要具有以下特点:1.轻质高强重量轻,玻璃钢管的重量仅是钢管的1/4或小于1/4,是铜镍管的1/2或小于1/2。
2.耐腐蚀性能好,使用寿命长玻璃钢为化学惰性材料,耐腐蚀性能好,对大气,水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力,不需另作防腐处理。
同时能耐老化、耐磨损,使用寿命长。
在海洋工程和船舶上能取代碳钢、不锈钢等有色金属。
3.水力特性好玻璃钢管内壁光滑,水流阻力小。
其管壁粗糙度系数为n=0.0084,其它材料(钢管、球磨铸铁管,铸铁管)n=0.013。
二者相比较,在泵静扬程为零的前提下:⑴在管径相同,压力相同时,可提高流量50%⑵在流量相同,压力相同时,可减小管径15%。
即可选择管径时较其它管材小1个管径档。
通常船级社规范要求钢管最大流速不能超过3m/s,而玻璃钢管能达到9m/s。
4.卫生性能好,保证水质玻璃钢管管壁致密不裂缝,管内光滑,长期使用过程中也不会结垢或滋生铁细菌等微生物,不影响水质和降低过水能力,也不会有二次污染。
钢管在船舶与海洋工程中的应用
钢管在船舶与海洋工程中的应用我国造船业在国民经济发展中占有极其重要的位置。
曾有人研究过,在116个行业中,造船业的产品涉及了97个行业,占87%。
诸如冶金、材料、机械、微电子、电气、化工、五金、轻纺、装潢等,拉动成千上万家企业的发展。
据相关资料显示,造船业中每建造1载重吨,可解决上游3000个劳动岗位。
造船业凝聚了人们的睿智与辛勤劳动,是国家综合国力的象征。
特别是大型船舶和新型海洋工程的自主研制,更是衡量一个国家能否跻身于世界海洋大国的标准。
海洋工程中钢管应用情况钢管在海洋工程中的应用十分普遍。
船舶与海洋工程两大体系中大致需求三种类型的钢管:常规系统中的钢管、构造中用的钢管和特殊用途的钢管。
1.常规系统中的钢管不同的船舶与海洋工程,既有常规系统,又有专用系统。
船舶使用寿命一般为20年。
常规系统甚多,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、洗舱、泡沫灭火、洒水、蒸发气、液位遥测、阀门遥控等系统,特种船舶还包括运输液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等专用系统。
海洋工程的使用寿命长达30年,甚至更长。
海洋工程中除常规系统之外,还有特殊的钻采设备系统、原油/液化石油气/液化天然气处理的流程系统、特殊的系泊系统、火炬系统,等等。
曾有人统计过,船舶类的管材年消耗量达450万吨,约44万根,其标准是GB、YB、CB,其中70%的钢管之间用连接。
仅一艘30万吨级的超大型油船管材用量可达数十公里,仅钢管用量(包括)就有1500吨左右,当然相对于4万吨的船体结构用量还是有限的。
另外,考虑到同一种船舶,要建造多艘,还有许多其他船舶,这样累计用量也就不少。
而一艘30万吨级超大型FPSO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。
因此,造船业也就成为钢管市场的一个大用户。
2.构造中的钢管海洋工程中钢管的应用,除了上述常规系统与专用系统外,许多构造大量采用钢管,如导管架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、直升机平台、火炬塔架等。
玻璃钢管简介及其在船舶上的应用
玻璃钢管简介及其在船舶上的应用莫兵; 李文军; 孙明忠【期刊名称】《《机电设备》》【年(卷),期】2019(036)005【总页数】4页(P28-30,37)【关键词】玻璃钢管; 结构; 性能【作者】莫兵; 李文军; 孙明忠【作者单位】上海船舶研究设计院上海 201203【正文语种】中文【中图分类】U664.840 引言近几年随着材料工业的飞速发展,非金属管材在各领域的应用范围越来越广。
玻璃钢这种非金属材质也在迅速地得到大家的认识和推广。
本文通过对比钢管和玻璃钢管在船舶上的应用,从而总结出玻璃钢管的优越性。
1 玻璃钢管的结构和性能1.1 玻璃钢管的结构玻璃钢管的生产采用定长缠绕工艺,是以玻璃纤维丝及其制品为增强材料、以不饱和聚酯及其制品为增强材料、以不饱和聚酯树脂为基体材料、以石英砂为填充材料的新型复合材料管材。
玻璃钢管的生产工艺流程包括制衬、缠绕、固化、修整、脱模和试压等,经检验合格后才能成为成品出厂。
玻璃钢管的管壁由内衬层、结构层和保护层组成,其化学组成和主要功能见表1。
1.2 玻璃钢管道的基本性能玻璃钢管之所以能够在船舶上的得到越来越广泛的应用,是因为它具有其他金属管材无法比拟的优越性,主要体现在它的物理性能、力学性能和化学性能上,这些性能也是在进行管道设计时的基本依据。
玻璃钢管在某些应用场合已经能够取代普通金属管材,并已取得很好的经济效益[1]。
玻璃钢管内衬层及外层富含树脂,通过对内衬层及外保护层所用树脂的合理选择,可使玻璃钢管具有良好的内、外防腐蚀性能,可广泛适用酸、碱及海水等不同介质。
玻璃钢管不需要另外作防腐等预处理,具有耐老化、耐磨损、使用寿命长等优点[2]。
表1 玻璃钢管管道的各层材料及作用名称材料作用保护层树脂,玻璃表面毡提供外保护,根据使用需要可以加入阻燃剂、紫外线保护剂结构层玻璃纤维、树脂增强玻璃钢管强度,使管壁能承受变形力内衬层富树脂、玻璃表面毡耐腐蚀、耐磨损、防渗漏、水利性好;饮用水管道采用食品级树脂,保证饮用水符合标准玻璃钢管内壁光滑、阻力小、水力特性及耐磨性较好。
海洋工程用钢的物理冶金基础
JmatPro软件应用范围广泛,能为许多材料成型CAE软件提供性 能参数(如Anycasting、Procast、Dvnaform、Deform等);能辅助科 研人员进行合金设计;辅助科研人员进行材料加工工艺设计(如铸造 、锻造、挤压等);辅助科研人员进行热处理与焊接工艺设计;预测 材料各种性能,从而可以大量节省项目时间和实验费用;可为金相测 试与计算、热力学计算等基础研究提供参考。同时JmatPro软件具有诸 多优点,例如快速而准确的计算能力;值得信赖的预测能力;操作界 面简单、明了;强大的资料管理及存储性能。这些优点让JmatPro软件 得到了广泛使用。图2-2为JMatPro软件模拟得到的一种镍基合金的
⑦抑制第二类回火脆性。钢在250400℃与550650℃两个温度范围内回火时使钢的韧性显著
降低,这种现象成为回火脆性。前者称为第一类回火脆性,后者称为第二类回火脆性 。第一类回火脆性在各种钢中都不同程度地存在,而第二类回火脆性主要出现在加有 Cr、Mn、Ni、Si等合金元素的合金结构钢中。产生回火脆性的原因是回火后慢冷时Cr 、Mn等合金元素以及钢中的杂质元素P、Sb、Sn等向原奥氏体晶界偏聚。防止第二类 回火脆性的方法有二 :一是回火后快速冷却或在钢中加入W、Mo等合金元素抑制这些 元素向奥氏体晶界偏聚;二是对多数淬透性较低的合金钢采用快冷的方法防止第二类 回火脆性,而对淬透性好的钢加入合金元素的方法抑制第二类回火脆性,因为大型零 件即使在水中冷却,冷却速度也慢,不足以防止第二类回火脆性。
②热处理:影响相的比例、尺寸和分布、晶粒度、
相成分、位错结构和缺陷等;
③冷、热变形:除由自身产生的织构以外,几乎对
上列各种特性产生作用。
冶金质量对钢的强韧性配合具有重要作用,选用合适的熔炼工艺、提高纯
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我国造船业在国民经济发展中占有极其重要的位置。
曾有人研究过,在116个行业中,造船业的产品涉及了97个行业,占87%。
诸如冶金、材料、机械、微电子、电气、化工、五金、轻纺、装潢等,拉动成千上万家企业的发展。
据相关资料显示,造船业中每建造1载重吨,可解决上游3000个劳动岗位。
造船业凝聚了人们的睿智与辛勤劳动,是国家综合国力的象征。
特别是大型船舶和新型海洋工程的自主研制,更是衡量一个国家能否跻身于世界海洋大国的标准。
海洋工程中钢管应用情况
钢管在海洋工程中的应用十分普遍。
船舶与海洋工程两大体系中大致需求三种类型的钢管:常规系统中的钢管、构造中用的钢管和特殊用途的钢管。
1.常规系统中的钢管
不同的船舶与海洋工程,既有常规系统,又有专用系统。
船舶使用寿命一般为20年。
常规系统甚多,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、洗舱、泡沫灭火、洒水、蒸发气、液位遥测、阀门遥控等系统,特种船舶还包括运输液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等专用系统。
海洋工程的使用寿命长达30年,甚至更长。
海洋工程中除常规系统之外,还有特殊的钻采设备系统、原油/液化石油气/液化天然气处理的流程系统、特殊的系泊系统、火炬系统,等等。
曾有人统计过,船舶类的管材年消耗量达450万吨,约44万根,其标准是GB、YB、CB,其中70%的钢管之间用连接。
仅一艘30万吨级的超大型油船管材用量可达数十公里,仅钢管用量(包括)就有1500吨左右,当然相对于4万吨的船体结构用量还是有限的。
另外,考虑到同一种船舶,要建造多艘,还有许多其他船舶,这样累计用量也就不少。
而一艘30万吨级超大型FPSO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。
因此,造船业也就成为钢管市场的一个大用户。
2.构造中的钢管
海洋工程中钢管的应用,除了上述常规系统与专用系统外,许多构造大量采用钢管,如导管架、水下钢桩、隔水套管、系泊支架、直升机平台、火炬塔架等。
这类钢管的规格多、材质高,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,多为大直径尺寸的钢管,一般都是用钢板卷制而成。
它们的材质为E36-Z35、D36-Z35、E36、D36。
这类钢管的标准已不是用YB、CB,而主要是GB712-2000。
钢管的制作是按我国石油工业标准技术委员会(CPSC)制定的《结构钢管制造规范》SY/T10002—2000。
由于我国没有专门企业,所以通常都是由建造单位购置钢板后自行加工成型。
3.特殊用途的钢管
特殊用途的钢管是指特定工作环境和工作介质下使用的特种钢管。
海底输油管就是典型特种钢管,需求量较大,有强度高、公差小、抗腐蚀性好等特点。
目前,我国海底输油管生产还只是处于起步阶段,原因在于焊接材料、抗腐蚀性能或规格少(管径与壁厚)、价格贵等方面。
我国海上的原油,都需要保温输送。
以往采用双层钢管保温结构,安全可靠。
但用钢管作为保护管是很不经济的,而且海上铺管作业前,先要进行内外管焊接,大大地降低了铺管效率,造成安装费用成倍增加。
进入21世纪后,人们推出了一种混凝土配重钢管。
它的结构是(由里到外):钢管、环氧粉末(FBE)防腐层、聚氨酯保温层、聚乙烯(PE)夹克管、钢筋混凝土配重层(内部配置钢丝网)。
这一类特种钢管,我国曾从国外进口,如渤海的蓬莱19—3油田一期工程,采用马来西亚BREDEROPRICE公司的产品。
我国经过研究与试验,2002年在塘沽建成国内第一条混凝土配重钢管的生产线,已为海上多个油田提供了数千公里的管道产品。
据悉,采用这种钢管,每公里海底管线可降低成本50万~100万元,大大降低了海上油田的开发成本,使一批边际油田得以经济有效地开发。
钢管材料的要求
海洋工程钢管设计与选用,都是按船级社的海洋工程钢结构规范,并参照API(美国石油学会)、AISC(美国钢结构学会)、ASTM(美国试验和材料协会)、ANSI(美国国家标准学会)、ASTM(美国试验和材料协会)、AWS(美国焊接协会)、NACE(国家防腐工程师协会)的规范和准则。
对海洋工程钢管材料的要求,实质上是对钢板本身的要求,有低碳钢、高强度钢、超高强度钢、不锈钢四大类。
在这里提两点:
(1)海洋工程进口设备极多。
有时要求英制的钢管,钢管制作质量要求特别高。
在海洋工程上属于特殊区域的钢管,其所有的焊缝要求100%超声波探伤(UT-Ultrasonictesting)和磁性探伤(MT-Magnetictesting)。
列入主要结构的钢管,在纵向焊缝两端300mm的范围内要求100%UT和MT。
(2)管节点的制作属于海洋工程中重要内容。
国外有专门的管节点工厂,而国内都是建造单位自己解决。
例如,载重量52000吨“渤海友谊”号浮式生产储油装置(FPSO,中国十大名船之一)的特殊软刚臂(YOKE)系泊系统中的YOKE与支撑支架、火炬塔架、直升机平台支架等有221个管节点,要满足AISC、AWS的要求。
管路长59公里(其中遥控液压管28公里,遥控阀119只,油舱甲板48路)。
船厂为了保证建造质量,从千余名焊工中挑选数十名优秀焊工,最后15名取得船级社的6GR资格。
海洋工程中为了防止系统中油气泄漏,钢管不采用连接,而采用氩弧焊对接。
船厂又需专门培养三批TIG焊工。
造船与冶金行业关系密切
我国造船产量自1995年以来已仅次于日本、韩国,跃居世界第三。
进入21世纪以来,我国造船业迅速发展,完工量与接单量已处在世界领先的地位。
2010年是我国争取进入世
界造船强国的一年。
据国家海洋局2009年发布的《中国海洋发展报告》,我国的海洋勘探处
在早期阶段,主要分布在渤海、东南盆地、东海盆地、莺歌海盆地、北部湾盆地、珠江口盆地。
原油只占储量的17.6%,天然气只占储量的11.9%,所以,我国造船业发展空间极大。
造船业与冶金行业关系非常密切。
缺失了钢材,就没有今天的造船业,充其量停留在木质船时代,更谈不上开发海洋、利用海洋了。
两个行业存在着相互依赖、相互促进的关系。
造船业利用冶金业提供的各种钢材;冶金业根据造船业的需求,生产并研制特殊的造船用钢。
从我国今天的造船与石油行业来看,钢管材料问题值得梳理和研究,进一步加强特种钢管的研究是必要的。
现在“海洋工程装备”和“新材料”都已列入上海市高新技术产业九大领域之中,正式作为一个独立产业,呈现在面前。
相信,特种钢管的研究定能获得政府部门的有
力支持。
。