我国船舶海洋用钢的发展现状如何?发展方向在
ʱ䣺 2019-10-08

  一些造船厂向船级社反映,国产TMCP(热机械控制工艺)钢板在焊接性能方面与日本、韩国企业生产的钢板有较大差距。特别是随着大线能量焊接技术的普及,材料热影响区的性能显著下滑。

  目前,海洋经济地位在我国经济中已经比较高,海洋经济占国家GDP的9.5%~10%(2016年为7万亿元),“十二五”时期海洋发展规划目标已经实现。今年,国家相关部门又发布了《全国海洋经济发展规划(2016-2020年)》(也称全国海洋经济发展“十三五”规划)和与该领域关系密切的其他配套文件。“中国制造2025”需要突破发展的十大重点领域中,海洋工程装备及高技术船舶亦占有一席之地。

  据了解,目前,我国海洋经济的发展前景十分广阔,而在与之密切相关的船舶/海洋工程用钢领域,仍有很多工作要做。在11月21日举办的第十一届中国钢铁年会上,钢铁研究总院副总工程师杨才福这样描绘了船舶/海洋工程用钢在“十三五”时期的蓝图:我国将形成以工程需求为牵引、“产学研检用”相结合的跨行业技术创新体系,形成具有自主知识产权、产品与应用相配套的船舶/海洋工程用钢体系及核心技术群;同时,在国家政策与资金引导下,建立以企业为主体、全产业链合作的、市场化、多元化的投融资模式和利益共享机制。

  据介绍,自2001年至今,中国海洋产业生产总值年均增速从未低于6%,其发展速度最快的时期为2007年(当年增速约为15%)。

  如今,海洋产业与钢铁工业的关系如何?对此,杨才福表示,2016年我国主要海洋产业中,份额最大的是滨海旅游业,但其他与钢铁工业密切相关的领域(海洋交通运输业、海洋船舶工业、海洋工程建筑业、海洋盐业、海洋化工业、海洋电力业等)也占到我国海洋经济1/4左右的体量。海洋产业需求的钢材可以分为船舶用钢和海洋工程用钢两大类。

  “除豪华游轮外,我国已经可以生产几乎所有的船舶。”杨才福表示,近年来,像钢铁行业一样,我国造船业发展迅猛,特别是自2005年以来,从三大指标(造船完工量、新接订单量、手持订单量)来看,我国稳居第一。其中,30万吨超大型油轮、30万吨浮式生产储油船、14.4万立方米LNG(液化天然气)船,以及最近新造的21000TEU(标准集装箱)的标准集装箱船,都是近年来我国造船业的优秀案例。

  杨才福补充说:“实际上,在造船领域‘PK’的就是中日韩三国。去年,韩国在完工量指标方面略微超过中国,不过今年中国应该能够反超。总体来看,目前造船行业很不景气。”

  尽管近年来造船业很不景气,但是我国造船业还是携手钢铁行业一道迅猛发展,具体表现为,我国海洋工程用钢品种出现极大的多元化——厚板、高强板、耐腐蚀板、耐低温板都能生产。

  谈到船舶用钢的发展空间时,杨才福指出,船体结构钢的发展方向是高强度、易焊接、低成本。如今,国产船舶用钢的制造水平已经比较高,美中不足的是制造效率还有待提高。另外,一些企业降成本的手段会导致产品在实际使用的过程中出现一些问题,最明显的是焊接问题,这一点尤其需要注意。

  一些造船厂向船级社反映,国产TMCP(热机械控制工艺)钢板在焊接性能方面与日本、韩国企业生产的钢板有较大差距。特别是随着大线能量焊接技术的普及,材料热影响区的性能显著下滑。针对大线能量焊接技术(焊接效率更高)在船舶用钢方面的应用,国内也做了大量工作。据了解,焊接成本约占造船成本的40%,占比较大。

  杨才福介绍,海洋工程用钢的用量虽然不及船板钢,但是其规格性能跨度大。同时,由于海洋工程产品附加值高,钢材成本占总成本的比例较小,用户“关心质量优于关心价格”。此外,用户在选择材料时苛刻而谨慎,对延误工期则不能接受。

  近年来,我国在海洋工程领域已经有了长足进展。以采油平台作业水深为例:10年前,我国海洋平台的适用深度只有300米;“十二五”期间建成的“981”半潜平台作业水深增加到1500米;目前,由我国设计的世界最顶尖的第七代半潜平台的作业水深已经达到3658米。

  杨才福同时指出,目前我国海工用特种钢品种的国产化率不到40%,特别是一些特殊规格的材料,例如勘探、开采方面的一些特种钢主要依赖进口。

  一是高强度、大规格。例如,自升式平台桩腿结构使用的齿条钢需要屈服强度690兆帕、最大厚度256毫米的特厚钢板。

  二是易焊接、高效率。据了解,大型导管架平台钢厚度普遍在60毫米~80毫米(最大130毫米),焊接占到建造总工时的40%、总成本的50%,仅焊接1个节点就需要2~3个月。而平台实现大线能量焊接,可显著提高焊接效率、降低制造成本,意义十分重大。

  三是高耐蚀、低成本。海洋,特别是近海岸腐蚀环境极为恶劣。据了解,钢在海岸的腐蚀速率比沙漠中大400倍以上,而我国南海因高湿热、高氯离子环境,腐蚀性更强,装备维护十分困难,成本很高,目前,我国还没有能适应南海腐蚀的低合金钢体系。

  一是高强度、大规格。例如,自升式平台桩腿结构使用的齿条钢需要屈服强度690兆帕、最大厚度256毫米的特厚钢板。

  二是易焊接、高效率。据了解,大型导管架平台钢厚度普遍在60毫米~80毫米(最大130毫米),焊接占到建造总工时的40%、总成本的50%,仅焊接1个节点就需要2~3个月。而平台实现大线能量焊接,可显著提高焊接效率、降低制造成本,意义十分重大。

  三是高耐蚀、低成本。海洋,特别是近海岸腐蚀环境极为恶劣。据了解,钢在海岸的腐蚀速率比沙漠中大400倍以上,而我国南海因高湿热、高氯离子环境,腐蚀性更强,装备维护十分困难,成本很高,目前,我国还没有能适应南海腐蚀的低合金钢体系。

  杨才福认为,“十三五”时期,船舶/海洋用钢要想继续发展,更好地助力我国海洋产业,必须大力推进“产学研检用”相结合的跨行业技术创新体系建设。

  据了解,国家已经在诸多层面做了规划或立项。为了更好地推进我国船舶/海洋工程用钢的发展,海洋工程用钢产业战略联盟已于2014年6月中旬成立,联盟秘书处设置在钢铁研究总院。联盟现有成员单位31家,涵盖了宝武钢铁、鞍钢、首钢、马钢、南钢、河钢舞钢、华菱湘钢等多家钢铁企业。

  杨才福以耐腐蚀大型油轮用钢项目为例,阐述了“产学研检用”相结合的跨行业技术创新体系在开发材料过程中的突出作用。该项目在国家政策的支持下,通过钢铁研究总院、国内大型钢企、高校、研发机构通力合作,从1999年开始跟踪,从核心技术到配套材料,从检验检测方法到制定规范,终于打破了日本的垄断。在完成这个项目的过程中,形成了由不同层级、不同作用的队伍协同研发材料的模式。其中——

  由钢研总院、钢铁企业、焊材厂、高校组成材料研发团队,负责材料(钢板、焊材、型材);

  由上海船舶工艺所、中外运长航、造船厂、708设计所组成应用研究团队,负责工艺(生产、焊接、建造)。

  由钢研总院、钢铁企业、焊材厂、高校组成材料研发团队,负责材料(钢板、焊材、型材);

  由上海船舶工艺所、中外运长航、造船厂、708设计所组成应用研究团队,负责工艺(生产、焊接、建造)。

  所有工作均在科技部、工信部的支持下和中国钢铁工业协会、中国船舶工业行业协会、船东协会的组织协调下完成。2014年9月份,载重量38800吨的首艘示范油轮“大庆435号”下水,经过2年半的服役期,船体内部勘验结果非常令人满意。工信部领导高度认可这一模式,并希望在制造业与材料相关领域推广。

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