能源石化产业引发更多钢铁产品研发

时间:2020-01-18 16:10
石化工业是中国国民经济的基础,对促进国民经济和社会发展具有重要作用,根据中国能源战略的具体发展,中国石化工业将得到进一步发展,除原油供应持续增长外,中国还将大力发展天然气产业,大幅提高天然气消费在中国能源消费中的比重。
 
石化工业的快速发展是冶金工业快速发展的领域,石化工业用钢主要集中在特种设备生产、油气生产、储运等方面,对钢材的要求很高,目前,国内大部分石化行业基本能够满足钢材需求,但部分有特殊要求的油籽产品和钻井平台关键部位的钢材仍需进口。


                                                                                                    能源石化产业的现状与演变
 
能源和石化行业现状,2017年我国石油和天然气分别占能源消费总量的19.1%和5.9%,比重较小,石油和天然气人均储量分别相当于6.1%和7.9%2013年,中国石油天然气对外依存度分别达到58.1%和31.6%,石油天然气对外依存度稳步增长。
 
2017年,中国已探明石油储量47.6亿吨(剩余可采技术储量)和天然气49.6亿立方米,地质资源潜力和陆上页岩气开发潜力分别为1340亿立方米和250亿立方米分别为(不包括青藏地区)。近年来,中国石化工业产品结构进一步改善,基本模式得到实质性发展,技术装备取得进展。常规化石能源可持续供应能力不足,对外依存度高,常规天然气新产量仅能满足新增需求的30%左右。我国石化工业存在着区域分布分散、一体化程度低、规模小、集约化程度低、产业内容单一等问题,而且特征也不突出。高端产品比重低,技术创新能力不强,目前我国石化产品仍以低质、通用品种为主,高端产品紧缺。
 
能源和石化工业的发展。主要发展趋势如下:
1、油气勘探开发将深化东(中)、西部大开发,加快海洋开发,降低石油对外依存度,提高天然气比重。石油对外依存度控制在61%,天然气占一次能源消费比重提高到7.5%,煤炭消费比重降低到65%左右。
 
2、石化行业是国家推进节能减排的重点行业:石化行业既是能源生产行业,又是能源消费大户。随着环保标准的日益严格和排放要求的提高,传统石化行业的发展空间将更加有限。
 
3、石化行业已进入产业转型的关键时期:为适应化工相关产业现代化需求的增长、国内外市场竞争格局的变化和社会自然环境发展的需要,整个行业的结构调整将进一步加快。
石油化工用钢的发展趋势:耐高温、耐高硫腐蚀、低温性能、大型钢管规格、定制使用部位,白钢管熔炼成分的精确几何尺寸和纯净化。
 
                                                                                                      能源石化用钢发展趋势

石化行业用钢发展趋势:耐高温性、高抗硫腐蚀、低温性能、钢管规格大型化、使用部位个性化、几何尺寸精确化和钢管管坯熔炼成分纯净化。

齿条钢特厚板被欧洲、日本少数企业垄断。国内正在研发152mm齿条钢特厚板,但在产品性能稳定性、满足更大规格(180mm以上)产品的技术需求、配套焊接材料等方面还有许多难题需要解决。

球扁钢是船体及海洋平台建造的扶强材,起着至关重要的作用。为孔型轧制,道次变形小,既无法控轧又无法控冷,D40钢的生产在世界范围内也是难题。D40球扁钢最大规格腹板为宽430mm×厚20mm,ReL≥390MPa,Rm≥510MPa,A≥20%,Akv(-20℃)≥34J。建议继续开发齿条钢超特厚板,攻克D40等高级别钢在世界范围内的生产难题。

近几年来越来越多的项目需要档次更高的双相不锈钢、高温合金,而镍基合金就是其中的代表性钢种之一。大量含Cr、Ni、Mo的Ni基合金材料应用到油套管中。另外,国外焊管在油井管中的比例已经达到40%,而我国不到10%。建议提高特殊钢级(如P110)和特殊丝扣石油专用管材质量。大力开发双相不锈钢、高温合金。要求特殊涂装,进行防腐处理。日本正考虑取代PSPC涂层。

石化设备用钢。预计我国未来石化设备用钢增长率为10%。石化设备发展要求开发许多特殊材料,如加氢反应器的Cr-Mo-V钢、高强度钢管、PTA反应器的换热器用钛复合材料、低碳和超低碳不锈钢材料、低温乙烯球罐的低温09Mn2VDR、9Ni高强度钢、大型储罐的WH610钢、抗渗碳性管炉和HP-40高耐热炉管材料等。建议在许多特殊材料上加大研究,如加氢反应器的Cr-Mo-V钢、高强度钢管和PTA换热器用钛复合材料等。

储罐用钢。大型油储罐要求:高强度、有害杂质(S和P)含量低、良好的可焊性和低焊接裂纹敏感性,在高能量密度焊接(100kJ/cm)条件下,焊接热影响区晶粒不过分长大,施焊后仍保持良好的强韧性。油船货油舱用钢。IMO(国际海事组织)规范要求货油舱下底板(10%NaCl,pH=0.85)腐蚀速率小于1毫米/年;货油舱上顶板(H2S+SO2+O2)腐蚀速率小于2毫米/25年。经测试,国产常规船板下底板腐蚀速率一般3-6毫米/年,与IMO规范要求还有较大差距。

油船压载舱用钢。压载舱用钢要海洋平台用钢。深海平台根据其规模大小,每座平台的用钢量在1.5-2.7万吨不等。随着我国海洋开发的不断发展,对海洋平台用钢的需求量将不断增加。海洋平台采用的钢板必须具有高韧性、高强度、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蚀等特性。



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