大型石油储罐用高强钢板发展现状.

大型石油储罐用高强钢板发展现状
1 前言
石油安全现已成为保障国家经济安全的重大战略课题。

石油安全就是在数量和价格上能满足经济社会持续发展的石油供应能力。

战略石油储备对保障能源安全至关重要，也是应对短期石油供应冲击（大规模减少或中断）的有效途径。

20世纪70年代，第一次石油危机后，发达国家开始普遍关注石油储备。

迄今为止，世界上拥有战略石油储备的国家是美国、英国、日本、德国等经济发达国家。

目前战略石油储备量排名靠前的国家为：日本（160多天）、美国（150多天）和德国（120多天）。

随着中国经济的快速发展，对石油的需求急剧增长。

2004年，中国原油进口达12272万t，同比增长38.4%，约占当年国内原油消费量的40%，已超过日本成为世界第二大能源消耗国。

但是，中国是全世界石油进口大国中唯一没有战略石油储备的国家。

我国仅拥有20天左右的商业石油储备。

鉴于此，国家启动了建设石油战略储备库计划，该计划分三期完成。

一期工程在镇海、舟山、大连、黄岛四个沿海地区建设总库容1.6×107m3的石油储备基地，计划于2008年一期工程将全部完成。

该计划的远期目标：到2015年实现国家能源机构提出的净进口量90天石油储备标准。

本文就国内外石油储罐用高强钢板的现状进行了综述，旨在更好地借鉴国内外成功经验，加快石油储罐用高强度钢板的研究进程。

2 市场分析
2.1 国家战略储备
为了保证我国能源安全，国家从2003年上半年开始建立国家石油战略储备，并计划到2015年实现石油储备90天的远期目标。

实现该目标的前提条件是建设用于储油的10万m3-15万m3（或容积更大）的大型原油储罐。

若建设10万m3原油储罐，需要建设1000台，需用钢板约195万t，其中高强度钢板约78万t。

2004年5月，国家发改委石油储备办公室正式运作，负责国家战略石油储备基地的建立。

首批被选定的国家战略石油储备基地有四个：镇海、岱山、黄岛、大连。

第一期储量1000万t-1200万t，总计164台10万m3原油储罐，在2008年年底前陆续完工。

按照规划，中国第二批战略石油储备基地的储备能力将达到2800万t，第三期也为2800万t。

以10万m3原油储罐建设为例，二期石油储备罐用高强度钢板的需求量在30万t左右，三期的高强度钢板的用钢量也为30万t左右。

2.2 商业储备
在国家石油战略储备建设的同时，我国的商业储备建设也在进行。

如中石化、中石油、中海油等部门计划在辽宁、天津、山东、广东、浙江、福建、河北、广西、海南、新疆等地建设储油基地。

如海南洋浦将建立1000万t的石油商业储备基地，项目业主和投资方为中石化集团。

曹妃甸油库是曹妃甸原油码头及配套工程项目的重要组成部分，将建设1500万t的华北原油储备基地，此原油码头的合作方为中国石化。

中国石油天然气股份公司在新疆鄯善将建立总规模为800万m3，计划总投资65亿元的国家级原油商业储备库。

2.3 原油原产地储备
石油战略储备还包括原油原产地储备，这也将是中国石油战略储备的一个重要途径，石油企业也将陆续进行原油储备建设。

因此，在今后几年，我国的石油储备建设将会有很大的发展空间，我国将进入石油储备罐建设的高峰期。

2010年，我国大型油罐用高强度钢板的需求量预计在30万t左右。

3 大型石油储备罐对罐体材料的基本要求
大型石油储罐用钢的材质和规格根据储油罐设计规范采用的标准不同而各有所区别。

我国的油罐设计规范采用GB50341，钢板技术要求采用GB19189-2003。

我国石油战略储备基地的建设项目全部采用外浮顶式油罐。

油罐所用钢材分为底板、罐壁板和浮顶板三部分，其中1-7层和底板中的边缘板采用
610MPa高强度压力容器板。

对于10万m3的油罐，高强度钢板的用钢量约占总罐用钢量的40%（约790t/台）。

3.1 性能要求
目前，我国建设的大型储油罐1-7层罐壁板和底板中的边缘板，均采用屈服强度大于490MPa，抗拉强度610MPa-730MPa的钢板。

钢板要求良好的低温冲击性能，满足现场大线能量焊接的要求（100kJ/cm），焊接热影响区晶粒不过分长大，施焊后焊接接头热影响区（HAZ）仍保持良好的强韧性，力学性能不低于对母材要求。

为了保证罐体材料具有良好的焊接性能，一般对材料的碳当量提出较严格的要求，并对材料的焊接裂纹敏感性（Pcm）提出了较高的要求，一般要求Pcm≤0.28，有些甚至要求Pcm≤0.20。

因此，如何克服大线能量焊接所造成的HAZ强度和韧性的降低，是研制大线能量焊接用钢的关键。

3.2 尺寸规格要求
10万m3石油储备罐罐壁板从底层至顶层钢板厚度依次递减。

按照不同的设计规范，610MPa级别的高强度板的规格为：12mm-34mm×2450mm×12000mm。

厚度在40mm-50mm的钢板可用于15万m3储油罐的罐壁板。

4 开发情况
日本低合金高强度容器用钢板的研制和生产，处于世界领先水平。

早在70年底初，日本新日铁、NKK等公司就成功地研制出SPV490Q等高强度压力容器钢板，见表1。

2004年7月份，中石化牵头成立了由钢铁企业、使用单位以及有关科研单位等组成的大型石油储罐用钢板国产化联合攻关组，共同推动钢板研制和应用工作。

参与研制的五家钢铁企业（宝钢、鞍钢、武钢、舞阳钢厂、济南钢厂）目前已经陆续开发成功了用于大型石油储备罐的高强度大线能量焊接用钢板，见表2。

据了解，南京钢厂也在2006年完成了钢板的认证和现场试验，应用在中石油的油罐建设中。

国家战略石油储备基地一期工程总计有164台10万m3原油储罐，其中武钢生产了76台，带动国内钢厂生产了104台，国产化率高达63.4%。

而在2004年前，除武钢在燕山石化应用4台10万m3原油储罐外，国内全部依赖进口。

我国战略石油储备基地引进的日本高强度压力容器钢板平均1.24万元/t，武钢提供的钢板价格在8950元/t-9300元/t。

截至2007年6月，武钢已承接10万m3原油储罐合同近150台，累计生产供货12MnNiVR（WH610D2）钢板约12万余t。

2007年上半年，武钢销售高强度WH610D2（12MnNiVR）6.9万t，利润总额近1.7亿元。

宝钢大型原油储罐用钢产品在面市不到两年的时间里，共中标大型储罐136台，为国家和下游行业节省工程投资超过3亿元。

截至目前，宝钢除向镇海、黄岛等国家战略石油储备基地供货外，还实现了在中石化、中石油、中海油等石化行业及港口储运项目上的应用。

宝钢还成为国内唯一一家生产和提供15万m3超大型原油储罐用高强度钢板的企业，再次打破进口产品的垄断地位。

2006年以来，在国内所有大型原油储罐建设项日中，宝钢产品中标及应用比例达60%以上。

5 生产工艺路线现状
目前，随着微合金化技术和控制轧制技术的发展，高强度低合金压力容器板的生产工艺已从最初传统的调质处理工艺，发展到目前采用多种工艺进行生产。

不同生产厂家开发出各自不同的处理方法。

如日本JFE钢厂采用了在线调质处理（DQ-HOP），新日铁钢厂采用在线淬火加离线回火工艺（DQ-T），住友和迪林根厂都采用TMCP工艺。

在保证产品质量的前提下，大幅度提高了钢板的生产效率。

国内的上述五家钢厂，济南钢厂采用了DQ-T技术，鞍钢采用TMCP+630℃回火工艺技术，其它钢厂都采用传统的调质处理工艺。

6 国内企业存在的问题
我国目前各企业开发的高强度压力容器调质钢板与国外的同类钢板相比，存在一定不足。

大部分企业均采用传统的离线热处理工艺（Q-T），生产效率较低；实物质量不够稳定；为用户提供与材料使用相配套的工艺技术研究方面还不够深入，与用户需求尚存在一定差距；传统的调质工艺生产周期较长，热处理能力有限，难以完全满足国家大型原油储备基地建设集中用量的需求。

7 结论
随着国家石油战略储备库建设的启动，国内面临石油储罐的兴建高峰，对于建设原油储备库所用高强度钢板，为国内钢铁企业提供了极好的发展机遇。

国内钢铁企业应针对不足和问题，充分利用国家创造的条件，多进行技术交流和合作。

在开发传统调质钢板的基础下，稳定化学成分和实物质量，寻求新的技术突破，开发更加经济、高效的生产工艺。

针对客户需求开发相应的配套工艺，使我们的产品在质量和价格上与国外相比具有相当的竞争优势，打破某些品种长期被国外企业垄断的地位。