我国海洋深水关键钻采设备国产化现状的几点思考

摘要:本文针对国家有关部委15年来支持的科研项目,以一些国内海洋深水钻采工程装备和水下设备的研发制造现状为对象,阐述了项目目前的工作进展概况。本文从陈述水下设备系统的构成及研究重要性出发,指出了在水下防喷器组系统、钻井隔水管系统、平台钻机系统研制中,系统性工作的考虑不足和相关改进意见;提出了对水下采油树应用深化及与智能完井技术相结合的建议,以及对深远海钻井船配备和深海控压钻井设备国产化的需求。最后,本文对深水钻采设备国产化“最后一公里”的海试问题提出了思考方案。

海洋工程高强度结构钢管制管工艺优化及应用

摘要:针对以往海洋工程用高强度结构钢管制管工艺影响产品精度问题,从材料的力学性能出发,建立卷管中压头与钢板相互作用力学模型, 确定各规格压头模具尺寸;分析板材压头过程中的延展变化;并基于有限元模拟方法确定巻制及焊接过程对制管成型的影响, 综合生产中各类影响参数确定钢板实际下料尺寸算法。经生产验证,优化后海洋工程高强度结构钢管制管工艺满足了工程项目精度要求,钢管成型精度较好,对结构钢管预制具有一定的工程指导和借鉴意义。

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

摘要:采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1 在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235 和Q450NQR1 在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2 种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2 个月时,Q235 和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5 个月时,Q235 的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2 种钢在暴晒2 个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe3O4;而暴晒5 个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe3O4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。

沿海环境中保温层下不锈钢管的开裂原因

摘要:沿海炼厂中保温层下的不锈钢管道表面出现裂纹,通过化学成分分析、断口形貌观察、硬度测试等,并结合其服役环境对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:管道裂纹起源于外表面,穿晶裂纹呈树枝状由外向内扩展;保温层下氯离子聚集引起了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂,并提出了相应的预防措施。

海工用高氮钢螺栓的制备及其组织性能分析

摘要:海工用螺栓长时间浸泡在海水中,要求其强度高、屈强比低、耐蚀性好。设计制备了一种低成本节镍型的高氮钢螺栓,通过组织观察、XRD检测、力学性能试验、化学浸泡腐蚀试验和动电位极化曲线测试,并与海工常用的316不锈钢螺栓进行对比分析。研究结果表明,本试验螺栓微观组织为奥氏体组织,且组织中含有大量孪晶并伴有少量第二相氮化物析出;试验螺栓抗拉强度为877MPa、屈服强度为690MPa、断后伸长量为7.3mm、屈强比为0.79,该螺栓在抗拉强度不低于316螺栓的条件下,屈强比为其的84%,断后伸长量是其的2.16倍,力学性能明显优于316不锈钢螺栓,满足奥氏体不锈钢螺栓80等级要求。在质量分数为6%的FeCl3溶液中浸泡15d的腐蚀试验表明,试验螺栓腐蚀失重率为0.051%,是316不锈钢螺栓腐蚀失重率0.132%的38.6%;动电位极化曲线结果显示,试验螺栓相较于316不锈钢螺栓自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更小,耐局部腐蚀性能更优异。综上,试验高氮钢螺栓成本低,力学性能和耐点蚀、耐局部腐蚀性能均优于316不锈钢螺栓,研究结果为海洋工程用高强螺栓新材料提供了理论依据和数据支撑。

海上风电用42CrMo轴承钢的电化学行为

摘要: 采用开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化测试等手段研究了42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并研究了温度和腐蚀时间对其电化学过程的影响规律。结果表明:42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学过程以活化溶解为主;且随着温度的升高和浸泡时间的延长,42CrMo钢的电化学活性显著增加,其电荷转移电阻Rct显著降低,自腐蚀电流密度Jcorr 则显著提高,表明其耐蚀性下降。腐蚀形貌分析发现,42CrMo轴承钢的表面以局部腐蚀为主,伴随着点蚀坑的特征。

我国海洋装备产业链高质量发展战略研究

摘要:海洋装备产业链环节众多、长且复杂,是保障海洋经济安全的重要内容。我国海洋装备产业链市场、订单“两头在外”,关键核心技术和配套设备较多依赖进口,一旦受到国际格局影响可能面临“断链”风险,因而海洋装备的自主可控与创新发展对保障产业链安全、促进高质量发展意义重大。本文提出了海洋装备产业链图谱的研究构思,遴选出海洋运载装备、海洋油气装备两类重点领域,梳理了相关产业的国际总体格局、国内基本现状,厘清了我国海洋装备产业链上主要环节的发展形势和面临的挑战,论证了我国海洋装备产业链发展的思路与目标,海洋运载装备、海洋油气装备产业链上主要环节的突破方向。在我国海洋装备产业链上,原材料、总装建造属于优势环节,研发设计、配套属于劣势环节,尤其是高端船舶、深水油气开发装备的自主保障能力不足;建议采取由政策扶持扩大海洋装备内需、锚定高端海洋装备创新研发优势方向、加强国际合作带动“外循环”等方式,推动海洋装备产业链高质量发展。

输氢海底管道强度设计准则研究

摘要:本文研究了输氢海底管道的强度设计、断裂韧度和氢致疲劳裂纹扩展速率模型准则,并对模型进行了敏感性研究。为输送氢气海底管道工程设计提供指导。

国内外海底接驳技术现状与关键

摘要:海底接驳是将多个设备在水下连接,实现对电能和信息交互的集中管理,是研制深海勘探装备、构建海底观测网的核心技术之一。美国、日本、加拿大等海底接驳技术起步较早,逐步发展了负高压单级直流输电、大功率电能转换、水下湿插拔、大型光纤通信组网等技术,采用模块化设计、多级接驳盒互连的结构方式,已在多个海域建成了大型的海底观测网。近十年,随着国内开始布局近海海洋观测系统,接驳盒设计制造、负高压输电、远程通信与控制等技术发展迅速。以科学节点形式的水下接驳系统,已在多个海域成功应用。但目前,还没有形成大型的观测网,部分深水关键部件,例如水下湿插拔连接器、光电复合缆等,还主要依赖进口。在引进吸收国外先进技术的同时,研发高性能的控制器、大功率的转换模块、水下连接器以及光电复电缆将是未来接驳系统一个非常重要的方向。

动态电缆对海上浮式风机发电效率的影响

摘要:为解决传统线型电缆不利于漂浮式风电场电缆运行维护的问题,提出动态电缆概念,分析不同结构形式对电缆产生的影响。开展半潜式浮式基础在风浪流联合载荷作用下的全耦合时域仿真模拟。分析悬链线形传统电缆与缓波形动态电缆对浮式风机水动力性能的影响,发现缓波形动态电缆对漂浮式风机水动力性能的影响较小,有利于浮式风机发电。对比采用不同电缆的浮式风机发电效率,结果显示,采用2种线型电缆的风机发电效率降低幅度均随着风浪夹角的增大而降低,且采用缓波形电缆发电效率的降低幅度小于采用悬链线形电缆。