鋼管在海洋工程中應用非常普遍,大體可分為三類:功能系統用鋼管;工程結構用鋼管;特殊用途鋼管。海洋工程鋼管設計與選用,都是按船級社的海洋工程鋼結構規范,并參照API、AISC、ASTM、AWS、NACE等規范和準則。
1. 功能系統用管(包括常規系統和專用系統)
為了保證海洋結構物功能的實現,既有常規系統,又有專用系統中用的鋼管。常規系統主要有:艙底水、壓載、疏排水、生活污水、空氣、測量、注入、生活用水、消防、貨油、掃艙、透氣、惰氣、加熱、冼艙、泡沫滅火、灑水、蒸發氣、液位遙測、閥門遙控等系統。專用系統是特種用途的。如運輸液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)等船的專用系統;“海洋工程”的特殊的鉆采設備、原油處理/液化石油氣/液化天然氣處理(流程)系統、特殊的系泊系統、火炬系統等。
目前國內鋼管行業還未有將這類用管納入海洋工程用管中,本文也不作進一步的論述。
2. 工程結構用管
“海洋工程”除了功能系統中的“鋼管”外,還有許多構造中大量采用的“鋼管”。如:導管架、水下鋼樁、隔水套管、系泊支架、直升機平臺、火炬塔架等。這類“鋼管”的特點:規格多、材質高、比較雜,有同徑、異徑,不同壁厚,還有大量的Y、K、T型的管節點。如導管架、鋼樁、井口隔水套等,多為大直徑尺寸的“鋼管”,一般都是用鋼板卷制而成。它們的材質為E36-Z35,D36-Z35,E36,D36。這類鋼管制造所采用標準主要是《船舶及海洋工程用結構鋼》(GB 712-2011)和《結構鋼管制造規范》(SY/T 10002-2000)(國家海洋石油天然氣行業標準)。《船舶及海洋工程用結構鋼》(GB 712-2011)是在原《船體結構用鋼》(GB 712-2000)的基礎上進行修訂,成為我國首個海洋平臺用鋼國家標準。
由于我國沒有專門海洋結構管制造企業。所以,通常都是由海洋平臺建造單位購置鋼板后,自行加工成型。近十多年來。國內鋼管企業建設了一大批現代化的大型鋼管生產線(包括無縫、焊管),可以生產部分大直徑結構用管,但還有部分更大規格仍需要采用輥式彎管機來生產。
3. 特殊用途鋼管
特殊用途管一般是指特定工作環境和工作介質下使用的特種鋼管。目前鋼管行業將海底管線管列入海洋工程用管中。
海底管線鋼管與陸地管線不同,由于海洋環境惡劣,其工作環境長期受到海水壓力與腐蝕、波浪與洋流的沖刷與振動、海洋浮游生物的潛在破壞、水上交通物的機械破壞等,近年來,隨著海上油氣田向著深水、極地的開發,面對惡劣的海洋服役環境,對海底管線提出了比陸地管線更高的質量要求,如:高鋼級、大厚壁、各向同性、低屈強比、低溫下的高韌性、高止裂性、良好焊接性、抗大應變性能及抗酸性介質腐蝕等性能。在目前國際上普遍執行的API標準中,管線用鋼級別涵蓋了X42-X100的焊接高強度鋼。