人类的海洋油气钻采活动已经历了一个多世纪。人们以极大的勇气和智慧，开发并研制了形式与功能各异的海洋油气钻采装置（平台），海洋油气勘探与钻采活动范围由大陆架、大陆坡延伸到深海。

人们为什么特别关注海洋油气产业？一是因为海洋油气资源不仅是工业国家的重要能源，还能带来丰厚的利润；二是因为海洋油气储量很大。在众多海洋工程产业中，海洋油气产业居海洋产业之首，占比达25%以上。

现在人们常说的海洋工程，主要限于以下3个方面：一是海洋油气产业链中游环节的海洋油气钻采装置（平台），二是配套设备———水上和水下的生产设备/系统，三是海洋工程船（简称OSV，属海洋油气田开发的辅助配套船舶）。其中，海洋油气钻采装置是海洋工程的重要标志。

海洋油气钻采装置载体用钢品种杂

典型的海洋油气钻采装置（平台）按照适用环境分浅水和深水两大部分。

浅水中的钻采装置主要有座底式平台（简称BSP）、固定式平台（简称F-P）、自升式平台（简称UP）、浮式生产储卸装置（简称FPSO）、浅水半潜式平台（简称SSS）、浅水钻井船（简称SDS）、海底采油树（简称SPT）。

深水中的钻采装置主要有浮式生产储卸装置（简称FPSO）、半潜式平台（简称DSS）、张力腿平台（简称TLP）、竖筒式平台（简称SPAR）、顺应式桩塔（简称CPT）、深水钻井船（简称DDS）、海底采油树（简称SPT）。

海洋环境千变万化，海洋油气钻采装置的设计、建造、安装、调试、运营、管理等技术复杂，自动化程度高，质量要求严格，耗资巨大，有的投资达到数十亿元人民币。为了确保载体安全可靠，避免恶性事故的发生，选用合适的载体材料，解决好结构形式、构件尺度、相互连接和工艺等问题非常重要。其中，钢材是制造海洋油气钻采装置载体最理想的金属材料。

海洋油气钻采装置的载体都是由钢铁板材、型材构成，其空间结构复杂。钢材的选用涉及构件类型、受力特征、使用部位、环境温度、构件参数、使用性能、生产工艺、制造工艺、成本等因素。海洋油气钻采装置用钢材的具体规格与等级要根据船级社或国际标准要求加以确定，要求选择强度、韧性等指标合适的微合金化钢材。海洋油气钻采装置可以采用同一钢种、不同级别的钢材，也可以使用不同强度的不同钢种。

所以，海洋油气钻采装置载体用钢的特点是：品种杂、规格多。钢厂除了要出具产品合格证书（包括钢材产品的炉批号及其性能指标）外，在具体的钢材产品上还要提供编码记号（船级社的钢印、钢级、尺寸规格等）。

海洋钻采装置用钢量大质量要求高

出于功能需要，海洋工程中的半潜式钻井平台要求使用100%的微合金化高强度钢材，我国对海洋油气钻采领域所需的微合金化特殊钢材的年需求量可达数千万吨。海洋油气钻采装置生产厂与钢厂之间关系非常密切，存在着相互依赖、相互促进的关系。海洋油气钻采业用钢材，如果绝大部分能从国内钢厂采购，则可进一步促进我国材料业的发展，对国内经济发展有着积极意义。因此，我们有足够的理由重视海洋油气钻采装置用微合金化钢的研发和生产。

海洋油气钻采装置对材料的基本要求是：能有效地进行冷（热）加工、装配、焊接，确保载体的安全可靠，以保证各种功能的最大发挥。海洋油气钻采业常将钢材分为低碳钢、微合金化高强度钢、微合金化甚高强度钢、微合金化特殊钢和微合金化铸钢五大类。

低碳钢是海洋油气钻采业用的最基本材料，都是按我国冶标YB《造船用碳素钢及普通低合金钢技术条件》生产的镇静钢，通常以热轧状态供应。海洋油气钻采业还规定了更低温度冲击值的E级钢。微合金化高强度钢广泛应用于大（超）型船舶和海洋工程，其钢级包括16Mn、16MnC、15MnTi、15MnTiC、14MnVTiXtC等。微合金化高强度钢和微合金化特殊钢同样受到海洋油气钻采设计师的关注，其用量虽然相对较少，但必不可少。微合金化甚高强度钢是经过调质处理的高强度钢，海洋油气钻采业用微合金化甚高强度钢的最小屈服强度在315兆帕~390兆帕范围内。

海洋油气钻采装置用特殊钢品种繁多

海洋油气钻采装置用微合金化特殊钢主要有低温钢、耐腐蚀钢、抗层状撕裂钢、抗焊接裂纹钢和高强度铸钢、低磁钢等。

微合金化低温钢一般是指工作温度在-20℃~-269℃的微合金化低合金高强度钢。目前，我国的低温钢分为-40℃、-70℃、-90℃、-120℃、-196℃和-253℃共6个温度等级，微合金化低温钢的钢号有0116MnR、09Mn2VR、09MnTiCuRe、06MnNb、06AlN6NuN、20MN23Al、15Mn26Al。值得注意的是，液化天然气（LNG）船用的材料是特殊的微合金化超低温钢。

由于海洋油气钻采装置载体长期不进坞维修，其对防腐蚀性能的要求相当高。通常，技术人员在载体钢结构上采取涂油漆、外加电流或电化学方式的保护措施。尽管如此，钢材本身仍然要有良好的抗腐蚀性能。微合金化耐大气腐蚀钢最早的品种有美国铬-铜-磷钢，其含碳≤0.12%，耐腐蚀性为普通碳钢的5~8倍。在此基础上，科技工作者又研发了铬-铜-钒钢，这类钢会在表面形成一层致密而附着力强的锈层，阻止腐蚀进一步发展，可以在无保护涂层时使用；当这类钢被涂漆使用时，涂层与钢材附着力强，耐腐蚀性比碳钢强很多。此外，法国科技工作者研发了铬-铝系耐大气腐蚀钢，英国和德国也都有专用的耐大气腐蚀钢。目前国外发展这类钢的趋势是力求发展锈层性能稳定、不涂漆直接使用的低合金钢。我国发展了锰-铜系和铜-硼系列的微合金化耐大气腐蚀钢，这类钢号有09MnCuPTi、10MnSiCu、10MnPNbRe、16MnCu、10PcuRe等。在微合金化耐海水腐蚀钢的研发中，我国开发过的钢种有10MnCu、10MnPN6Re、10CrMoAl、15NiCuP等。

海洋工程中一些构件截面很大，构造上又存在较多的T形、K形、十字形接头，以方便用于甲板的连接、导管架节点等。其在厚度方向（Z向）承受着拉应力，容易在厚度方向出现剥离性的焊接裂纹，一般被称为层状撕裂。调查结果表明，层状撕裂与含硫量有极大关系。所以，抗层状撕钢的含硫量都控制在0.20%以下。

我国微合金化钢材在海洋工程中大有作为

在全球经济一体化和市场竞争日益激烈的趋势下，我国微合金化钢材生产必定能在海洋油气钻采装置制造领域大有作为。望供需双方今后在理顺体系、沟通需求、重点突破、贴近工程方面进一步加强合作。

第一，理顺体系。建议在上级有关部门的领导下，钢铁企业加强资金投入，有序地组织人力，根据产品功能特点与现行国际标准，审视已有的材料体系，进一步理顺、修订与增补产品规格，尽快建立与国际接轨的相应的国家标准。

第二，沟通需求。国内钢铁企业应把海洋用钢列为主要经营方向之一，跟踪海洋用钢市场，做好销售服务，采取必要的措施加强与客户之间的沟通。

第三，重点突破。国内钢铁企业对目前尚不能生产的海洋油气钻采装置制造领域用钢材（包括焊接材料与工艺），应尽快立项，争取国家与地方的产业政策支持，进行必要的前瞻性研究与开发，重点突破钢材耐蚀性能和超低温性能的研究。

第四，贴近工程。钢铁企业应有针对性地寻找与造船界、石油界的特定工程项目的合作机会，制订具体规划，以点带面。