能源石化行业发展对钢材产品的开发需求

日期:2018年3月19日 11:38

石油化工行业是我国国民经济的基础,在促进国民经济和社会发展中具有重要地位和作用。根据我国能源战略具体部署,我国石化工业将得到进一步发展,除原油供应持续增长外,还将大力发展天然气工业,大幅提高天然气消耗在我国能源消耗中的比重。

石化行业的快速发展为冶金工业提供了快速发展的空间。石化行业用钢集中在专用设备制造、油气开采和储运建设方面,对所需钢材要求较高,主要以特钢为主。目前国内大部分石化行业用钢使用需求基本可以得到满足,但是某些有特殊要求的油井管产品及钻井平台关键部位用钢仍需依赖进口。

能源石化行业现状及发展趋势

能源石化行业现状。我国石油、天然气占能源消费总量的比重分别为19.1%5.9%2017年),占比较小。石油、天然气人均储量分别相当于世界平均水平的6.1%7.9%,石油年产量仅能维持在2亿吨。2013年我国石油和天然气对外依存度分别达到58.1%31.6%

截止到2017年,我国已查明石油资源储量(剩余技术可采储量)47.6亿吨,天然气为4.96万亿立方米。中国陆上页岩气地质资源潜力和可采资源潜力分别为134万亿立方米、25万亿立方米(不含青藏区)。

近年来我国石化行业产品结构进一步改善,基地化格局基本形成,技术装备取得突破。目前存在的问题主要有:

1.常规化石能源可持续供应能力不足,对外依存度高。常规天然气新增产量仅能满足新增需求的30%左右。

2.产业布局不尽合理,安全环保隐患突出。我国石化产业存在区域布局分散,一体化、规模化、集约化水平偏低,产业内容雷同、特色不突出等问题。

3.高端产品比重偏低,技术创新能力不强。目前我国石化化工产品仍以中低端和通用品种为主,高端产品短缺。

能源石化行业发展趋势。主要发展趋势如下:

1.油气勘探开发将深化东(中)部、发展西部、加快海域开发,减少石油的对外依存度,提高天然气所占比重。到2015年,石油对外依存度控制在61%以内,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工作的重点领域:石化行业既是能源生产行业,也是能源消费大户。随着能源供应日趋紧张,环保法规越来越严格,排放要求越来越高,传统石油化工产业的发展空间将受到更大的限制。

3.石化行业进入产业转型的关键时期:为了适应相关工业升级对化工产品提出的更高需求、国内外市场竞争格局变化、社会和自然环境发展的要求,全行业结构调整将进一步加快,行业内部结构特征也将相应发生变化,主要体现在传统产业比重下降,高端和新型产业得到较快发展。

4.优化布局结构,成品油“北油南运”状况得到改善。随着长三角、珠三角、环渤海地区三大石化产业区集聚度的进一步提高,未来将形成342000万吨级炼油及3200万吨级乙烯生产基地;配合国家油气战略通道建设,完善东北、西北、西南石化产业布局。

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。

油井管。油井管国产化率已在90%以上,并且形成了高强度、高抗挤、抗腐蚀及特殊螺纹接头等高性能非API油井管系列。仅特殊钢级(如P110)和特殊丝扣石油专用管材还存在一定质量问题,不能完全达到要求。预计未来几年油井管需求量将增长至400万—500万吨。

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CrNiMoNi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。

管线钢。高性能管线钢需求特点:在高寒、深海、地震和地质灾害等恶劣环境下建设长距离、高压、大流量输气管道。我国已具备了X52X120管线钢的生产能力。随着研究开发的进一步深入,X100管线钢有望在未来的天然气管道项目中得到广泛应用,性能更加趋于稳定。建议着手开发在高寒、深海、地震和地质灾害等恶劣环境下应用的管线钢。

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09Mn2VDR9Ni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(SP)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%NaClpH=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。压载舱用钢要求特殊涂装,进行防腐处理。日本正考虑取代PSPC涂层。

油气储运用低温钢。LNGLEGLPG等船用材料为Ni系低温钢,其中LNGLEG船多用9Ni5Ni钢,冷藏式LPG储罐多采用2.25%Ni钢或调质型铝镇静钢(Si-Mn系)等低温钢制造。液化乙烯(液化温度:-104℃)储罐最初采用低温用调质型高强度钢制造,后来采用3.5%Ni钢,最低使用温度为-110℃。液化天然气(LNG)储罐用得最多的低温材料是9Ni钢、铝合金A5083、奥氏体不锈钢(304304L316316L347,最低使用温度可达-273℃)等。

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。

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20mmReL390MPaRm510MPaA20%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。

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