深水海洋平台结构用钢板

《深水海洋平台结构用钢板》订货137/8188/0376 张经理 2936789648
海上石油钻井平台的类型很多，大体可以分为固定式（FPSO）和移动式2类。
我国深度在300m以上的海域有关53万M2深海油气，目前只勘探16万M2深海油气，有90%还没有勘探，所以未来深渊油气开发将成为中国海洋油气的主战场。
高强度海洋工程用钢板对钢材的性能有比较特殊的要求，，实际应用时厚板的需求量较多，同时要求厚板沿厚度尺寸性能要均匀，厚度效应要小，同时对Z向性能、疲劳、断裂性等都有严格的要求；其次，一般情况，钢板要求-40℃的冲击性能，如在严寒地区使用甚至要求-60℃的冲击韧性，在如此低温的条件下冲击性能，对材料的组织结构将会有更高的要求。
国外有EN10225欧盟标准规定了深水海洋平台用结构钢的化学成分、力学性能、焊接性能、无损探伤、CTOD等试验项目、技术要求。但目前国内暂没有生产厂按此标准生产和交货。
目前，我国舞阳钢铁公司、鞍钢、宝钢等已能够生产适应国家近海深水油田开采所需的各类海洋平台用钢，并成功地应用于渤海油田、胜利油田、南海油田等海洋平台。他们所采取的技术措施主要有：1、低碳当量。在生产过程中制订了严格的碳当量范围,达到高强钢焊接碳当量小于0.43%的标准。
2、微合金化。采用Nb、V、Ti等微合金化处理，充分发挥微合金元素细化晶粒和沉淀强化的作用，钢板具有足够的强度和良好的韧性。
3、高纯净度。通过炉外精炼、真空处理等方法,使钢质洁净度达到P≤0.010%,S≤0.005%的水平，可确保钢板厚度方向断面收缩率≥35%，使钢板具有良好的抗层状撕裂性能。
4、Ca处理。通过Ca处理，选择恰当的Ca/S比，使夹杂物球化，减轻夹杂物对钢板综合性能的不良影响。
5、采用控制轧制、控制冷却工艺（TMCP工艺）。通过将控制轧制工艺与成分设计相配合，使组织充分细化，并通过形变诱导Nb、V、Ti的碳氮化物沉淀，提高基体的强度。
2.3 采用国际标准和国外标准的一致性程度订货137*8188*0376 张经理 2936789648
通过对国外标准新版本的收集、分析，遵循采用国外标准的原则，本标准等效采用EN 10225：2010《近海固定结构可焊接结构钢 - 交货技术条件》英文版，是我国发展海洋工程结构用钢的需要，是我国规范海洋工程结构用钢标准体系的需要。
2.4 本标准的主要技术特点
⑴等效采用EN 10225：2010《固定近海结构可焊接结构钢 - 交货技术条件》英文版。
⑵加严了钢材化学成分中有害元素P、S的规定；
⑶依据钢材不同的交货状态，推荐采用Q355钢板的交货状态：控轧（CR）、热机械轧制（TMCP）、正火（N）；Q420、Q460钢板的交货状态为：热机械轧制（TMCP）、热机械轧制（TMCP）+淬火+回火（QT），淬火+回火（QT）促进高韧性和高焊接性能固定海洋工程用结构钢的发展。

3 标准中主要技术内容确定的依据
3.1 关于标准名称及范围
3.1.1 申报和下达行业标准制修订计划的名称是“深水海洋平台结构用钢板”。
3.1.2 本标准适用于近海固定海洋工程结构用厚度不大于150毫米钢板。
3.1.3 本标准规定的适用范围能够满足国内外顾客的需要。
3.2 订货内容hgwugang
3.3.1 本标准规定了订货内容，明确用户须提供的信息，以订货准确性和产品满足顾客的个性化要求并通过ERP系统去实现。 因此，订货时，需方应提供下列信息：
订货时需方应提供如下信息：
a) 标准编号 b）订货标准； c）牌号；
d）规格； e）钢板的边缘状态； f）尺寸、外形精度的具体要求；
g）重量； h）表面状态； i）交货状态；
j）标志； k）特殊要求。
3.2.2 订货合同对上述订货内容中d）～h）项内容未明确时，可由供方自行确定。
3.3.3 上述订货内容便于生产厂识别顾客的真正需求（包括明示的、潜在的要求），以的产品满足顾客的个性化需求。

3.3 关于尺寸、外形、重量及允许偏差
3.3.1 本标准直接引用GB/T709国家标准，发挥基础标准的作用，提高了标准的适用性和操作性。规定：钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合 GB/T709的规定，厚度偏差按B类。
3.3.2 经供需双方协议hgwugang，可供应其它尺寸、外形及允许偏差的钢板，具体在合同中注明。
3.3.3 理论计算重量
本标准虽没有明确规定理论计算重量计算厚度附加值问题，但符合GB/T 709的规定，GB/T 709中规定了理论计算重量的厚度附加值计算。
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3.4 钢的牌号和化学成分
3.4.1 钢的牌号及表示方法
本标准规定钢的牌号时考虑了国家标准体系，参考了九国船级社规范，等效采用了EN10225-2010标准。
共三个牌号。其中每个牌号又分三个质量等级，分别表示-20℃、-40℃、-60℃冲击：
Q355HY（D、E、F）；Q420HY（D、E、F）；Q460HY（D、E、F）
钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母、屈服强度数值、质量等级符号三个部分组成。例如：Q345HYD。其中：
Q——钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的字母；
355——屈服强度数值，单位MPa；
HY——海洋平台的“海、”“洋”字汉语拼音的字母；
D——质量等级为D级。
当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向（Z向）性能级别的符号，例如：Q355HYDZ25。
3.4.2 厚度方向性能的规定
a）因本标准用于海洋工程，对钢材厚度方向性能提出了具体的要求，本标准规定了各牌号厚度方向性能要求。具体要求引用到GB 5313中。
b）顾客要有明确要求，在订货合同上明示。
c）牌号表示方法。在所订购钢材的牌号后面，加上厚度方向性能级别。如：Q355HYEZ25。

3.4.3化学成分
3.4.3.1 化学成分的设置原则：
a）C、Si、Mn、N等基础元素含量参考EN10225-2010标准，用以针对不同牌号、不同厚度、不同性能要求，而采用不同工艺路线、不同交货状态。本标准只规定上限，既体现标准大自由度原则，也给生产厂创造了选择生产成本低工艺路线的条件。
b）对钢中P、S有害元素，加严控制，以结构钢的质量。低硫、低磷控制可显著提高结构钢的断裂韧性，同时改善钢的可铸性而使铸坯裂纹小化，也可降低钢在轧制过程中的热变形抗力，提高钢的塑性。
c）对钢中添加Nb、V、Ti、Mo及Cr、Ni、Cu等合金元素，等同采用EN10225标准的规定。
d）对钢中添加硼（B）和化学成分表之外的元素，加严了控制，等同采用EN10225标准的规定，明确规定：不得有意加入B和化学成分表之外的其它任何元素
3.4.3.2 化学成分的国内外标准对比见附表1。
3.4.4 碳当量及裂纹敏感系数订货137*8188*0376 张经理 2936789648
3.4.4.1 本标准采用碳当量计算公式是船规和国际通用的国际焊接协会规定的计算公式：
CEV=C+1/6Mn+1/5(Cr+Mo+V)+1/15(Ni+Cu)
3.4.4.2 本标准中规定：“根据需要，可用焊接裂纹敏感性指数（Pcm）代替碳当量评估钢材的可焊性”。就是当采用碳当量计算，其值不能较好地反映焊接性能时，采用裂纹敏感系数代替碳当量评估钢材的可焊性，其计算公式：
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
采用裂纹敏感系数代替碳当量评估钢材的可焊性是国际上评价钢材焊接性能的趋势，特别是对于近年在国际上普遍采用的控轧控冷、热机械轧制（TMCP）及（或+QT）调质技术的成熟应用和推广，使碳当量大为降低，直接提高钢板的焊接性能，简化焊接工艺，提高焊接效率，减轻焊工劳动强度等。

3.5 冶炼方法
本标准规定“钢由转炉或电炉冶炼，需要时，应进行炉外精炼”。

3.6 交货状态
本标准规定：“交货状态分为： Q355钢板的交货状态：控轧（CR）、热机械轧制（TMCP）、正火（N）；Q420、Q460钢板的交货状态为：热机械轧制（TMCP）、热机械轧制（TMCP）+淬火（Q）、热机械轧制（TMCP）+淬火+回火（QT）”

3.7 力学性能
3.7.1 屈服强度
本标准规定各钢级的表示数值就是屈服强度，选用上屈服强度ReH，考虑了一定的厚度效应。
3.7.2 抗拉强度
本标准规定抗拉强度值时，等同采用EN10225-2010标准。忽略了钢板的厚度效应。
牌号 质量 等级 拉伸试验 夏比V型冲击试验C
屈服强度a Rel MPa 抗拉强度Rm
MRa 屈强比 断后 伸长率A % 试验温度℃
冲击吸收能量KV2/J

钢板厚度/mm
≤100 ＞100
Q420HY D ≥420 协商 490~650 ≤0.93 ≥19 -20 ≥60
E -40
F -60
Q460HY D ≥460 510~680 ≤0.93 ≥17 -20 ≥60
E -40
F -60
Q500HY D ≥500 610~770 -- ≥16 -20 ≥50
E -40
F -60
Q550HY D ≥550 670~830 -- ≥16 -20 ≥50
E -40
F -60
Q620HY D ≥620 720~890 -- ≥15 -20 ≥50
E -40
F -60
Q690HY D ≥690 770~940 -- ≥14 -20 ≥50
E -40
F -60
a 如屈服现象不明显，屈服强度取Rp0.2 订货137*8188*0376
b 若交货状态为TMCP,屈强比不大于0.93
c 冲击试验取横向试样
3.7.3 低温V型冲击试验及冲击功值
本标准等同采用CCS《海洋平台入级建造规范》，规定：钢板的夏比V型冲击试验为横向冲击功；
本标准规定：当钢板厚度大于30mmm时应加做一组冲击试验，即2组冲击试验。

3.7.4 钢材厚度方向性能
钢材厚度方向断面收缩率采用GB/T 5313的规定。
3.7.5 经供需双方协商，可进行应变时效冲击试验。Q355钢板应变时效冲击功：平均值为36J；Q420钢板应变时效冲击功：平均值为42J；Q460钢板应变时效冲击功：平均值为46J；

3.8 表面质量
本标准规定：“ 钢板表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮。钢板不得有分层。”；“钢板表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈、由压入氧化铁皮脱落所引起的不显著的表面粗糙、划伤、压痕及其它局部缺陷，但其深度不得大于厚度公差之半，并应钢板的小厚度。”；“钢板表面缺陷不允许焊补，允许修磨清理，但应钢板的小厚度。修磨清理处应平滑无棱角。”；“经供需双方协定，表面质量可参照GB/T 14977的规定。”
以上表述与EN10225-2010标准及船级社规范表述基本相同。
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3.9 无损检测
钢板应逐张进行超声波检验，检验方法为GB/T 2970，其验收级别应在合同中注明。经供需双方协商，也可采用其它超声波探伤方法，具体在合同中注明。
3.10 特殊要求
经供需双方协议，需方可对钢板提出其它特殊技术要求（如成品成分、厚度方向性能、可焊性试验等），具体在合同中注明。

3.11试验方法
本标准规定了每批钢板的检验项目、取样数量、取样方法和试验方法。本标准中所列检试验标准均为现行有效国家、行业标准。当供需双方协商同意，可按国际或国外标准进行检验。
本标准等同采用CCS《海洋平台入级建造规范》，规定：
当钢板厚度不大于30mm的冲击试样取样部位与GB/T 2975标准的要求相同；当钢板厚度大于30mm时，每批加一组冲击试样，取样位置如下：
——钢板厚度30＜t≤50mm的冲击试样的轴线应位于钢板厚度的1/2处；
——钢板厚度50＜t≤80mm的冲击试样的轴线应位于钢板厚度的1/3处；
——钢板厚度t＞80mm的冲击试样的轴线应位于钢板厚度的1/4处。

3.12 检验规则
本标准规定：钢板的检查和验收由供方技术质量监督部门负责，需方有权按本标准或合同所规定的任一检验项目进行检查和验收。
钢板应成批验收。每批应由同一炉号、同一牌号、同一质量等级、同一交货状态、同一尺寸组成：
——对于拉伸试验，每批钢板重量不大于50吨，当单张钢板大于50吨时，按热处理张逐张组批检验、验收。
——对于冲击试验，D级钢板与拉伸试验相同；E级、F级钢板应按热处理张，逐张组批检验、验收
钢板检验结果不符合本标准要求时，可进行复验。检验项目的复验和验收规则应符合GB/T 17505的规定。

3.13 数值修约规则
应符合YB/T 081的规定。
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3.14 包装、标识和质量证明书
钢板的包装、标志应符合GB/T 247的规定。
钢板的质量证明书应符合GB/T 2101的规定。