A517GrQ平台齿条用钢板

根据全国钢标准化技术委员会2011 年第三批***制定计划项目计划，计划编号20111997-T-605，由苏州嘉特亿金属代理舞阳钢铁有限责任公司和冶金信息标准研究院等共同研究制订《自升式平台齿条用钢板》***。

1.2 编制单位

本标准由舞阳钢铁有限责任公司、冶金工业信息标准研究院负责《自升式平台齿条用钢板》

***的编制起草工作。

1.3 制定理由

海底油气的开发，开始于20世纪初。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进。

海上钻井平台是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平。

海上钻井平台属于海洋工程装备制造业，是我国《高端装备制造业“十二五”规划》中的一个重点方向，是战略性新兴产业的重要组成部分。海洋油气工程装备产业是直接关系到海洋油气资源开发,影响国家能源稳定和经济安全的战略产业。因此，开发海洋油气资源，已经成为我国实现能源可持续发展的战略重点。

自升式钻井平台是海洋油气开采市场需求量较大的海洋工程装备之一，属于海上移动式平台,由于其定位能力强和作业稳定性好, 在大陆架海域的油气勘探开发中居主力军地位，更由于其作业灵活、可移动性能好等特点，苏州嘉特亿将会在未来海洋油气勘探开发中扮演着越来越重要的角色。自升式平台升降系统是海上石油开采平台的关键部分，而齿条构件是升降系统的重要部件之一，用于确保升降稳定。嘉特亿由于自升式钻井平台往往是在严酷的气象和海象条件下使用，因此，对用于制作其齿条的钢板的性能要求也很高，通常要求如下：1）高强度: 既能减轻重量, 又能增加拖航中的稳定性, 齿面上应能承受过大的应力, 并且在结构上要起到腿的加强肋的作用；2）高韧性:为了避免在运转过程中发生脆性断裂并确保安全；3）可焊性好:因为结构的角焊缝很多， 而且施焊大多是在室外进行, 所以， 在焊接热影响区容易产生低温开裂和层状撕裂, 因此, 要求钢板具有较小的敏感性；4）足够的硬度等。

制造自升式平台齿条构件的高强度钢板，国外一般常用成熟的屈服强度690 级的钢材，对应采用的标准牌号有ASTM A514GrQ、（ASME）ASTM（S）A517GrQ 等。舞钢于2006 年成功研制出国外牌号的A514GrQ、后续又成功研制出A517GrQ、A517GrQ Modified，并通过了船级社认证，其中A514GrQ Modified 通过ABS 船级社认证的厚度达到215mm。

舞钢生产的齿条钢板先后供应振华重工集团、大连船舶重工集团、中集烟台来福士、辽河油田等用户，用于制作自升式平台齿条及其附件，成功实现了替代进口。

2006年是嘉特亿开发的A514GrQ和A517GrQ先后用于上海振华重工集团和大连船舶重工集团的钻井

平台齿条制作。 

2008年，苏州嘉特亿舞钢成功开发的A517GrQ Modified 调质高强钢板用于自升式海洋钻井平台半圆板、齿条在国内某平台项目中得到了应用。

国内目前能生产自升式平台齿条用钢板的生产厂有舞钢、宝钢、鞍钢等，但还没有***

可依，没有相应牌号，因此，我国海洋平台用齿条钢板也急需国内牌号的高强度高韧性钢板，以

嘉特亿适应我国海洋能源开发的需要，体现我国钢铁行业生产研究该类钢板的技术水平及研究成果。

2 标准编制的主要工作过程

⑴标准编制组于2011 年9 月进行了标准立项的准备工作，提出申报编制国标标准立项等准

备工作。

⑵2012 年1 季度，进行了起草标准的情况调研、问题分析及相关资料收集等准备工作。

⑶2012 年二季度，研究编写《自升式平台齿条用钢板》***讨论稿及编制说明，并进

行内部讨论。

⑷2012 年三季度，确定征求意见稿并发出征求国内主管部门、生产和顾客行业代表企业及

研究院所意见。

⑸2012 年四季度，根据反馈意见，进行相关的标准研究及试验工作，形成审定稿，并适时

召开审定会。

⑹根据审定会意见修改审定稿内容，形成报批稿报送冶金标准信息研究院。

3 主要起草人及其所承担工作的简要说明

主要起草人所承担的标准研究工作：

⑴收集、对比相关国内外标准，确认为满足要求、确定为现行有效版本：

GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差

GB/T 223 钢铁及合金化学分析方法

GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1 部分：室温拉伸试验方法(*** 6892:2009，MOD)

GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法（eqv *** 148:1983、*** 83:1976）

GB/T231.1 金属布氏硬度试验第 1 部分试验方法

GB/T 247 钢板及钢带验收、包装、标志及质量证明书的一般规定

GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备（eqv *** 377:1997）

GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）

GB/T 5313 厚度方向性能钢板

GB/T 14977 热轧钢板表面质量的一般要求

GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求（eqv *** 404:1992）

GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法（eqv *** 40414284：1996:）

YB/T 081 冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则

ASME SA-20/SA-20M 压力容器用钢板通用要求

ASTM A514/A514M-2005 适合焊接的高屈服强度淬火和回火碳合金钢板

ASTM A517/A517M-2006 压力容器用高强度淬火回火合金钢板

企业标准：A514GrQ(Modified)A517GrQ(Modified)NVE690 供货技术协议

⑵收集、研究、统计、分析自升式平台齿条用钢板的实物质量及技术资料；

⑶编写本标准各稿和标准编制说明、标准对比分析、意见汇总及处理、实物质量数据的统计

与分析；

⑷完成标准的送审、审定及报批材料；

4 本标准的主要技术内容

1）范围

范围中规定“适用于自升式平台用于制作齿条及其附件等、厚度不大于215mm 的钢板。本标

准规定的钢板也可用于其它领域。”厚度215mm 是舞钢A514GrQ Modified 通过ABS 船级社

认证的厚度。

2) 牌号表示方法

本标准规定采用国内常用的牌号表示方式：

钢的牌号由代表“屈”字的汉语拼音首位字母、屈服强度数值、“齿条”的汉语拼音首位字

母、质量等级符号四个部分组成。例如：Q690CTD。其中：

Q——“屈”的汉语拼音的首位字母；

690——屈服强度数值，单位MPa；

CT——“齿条”的汉语拼音的首位字母；

D——质量等级为D 级。

当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向（Z 向）性

能级别的符号，例如：Q690CTDZ25。

考虑当前实际应用及自升式平台的发展方向，设置牌号的屈服强度级别为三个，分别为屈服

690MPa、800MPa 和890MPa。

3.4 尺寸、外形、重量及允许偏差

3.4.1 厚度偏差

基于目前自升式平台齿条钢板使用的钢种均为美国ASTMA514、A517、船规NVE690 等牌号，

其标准规定均为限制负偏差为-0.3mm，所以本标准规定：“钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差

应符合GB/T 709 的规定，其中厚度允许偏差应为B 类偏差。”

3.4.2 不平度

3.4.2.1 对于直接用于制作齿条的钢板，由于自升式平台齿条是从钢板直接加工使用，因此，要

求钢板要平整，所以，这部分钢板的不平度大大严于GB/T709 的规定：即

“5.3.1.1 Q690CT

钢板纵向不平度≤4mm/m，钢板横向不平度≤3mm/m，整张钢板全长不平度≤7mm、整张钢板

全宽不平度≤5mm。

5.3.1.2 Q800CT、Q890CT

钢板不平度≤6mm/m。“

3.5 钢的牌号和化学成分

3.5.1 钢级和钢牌号

3.5.1.1 对于不同的屈服强度级别，本标准设置E、F 二个质量等级，以满足不同的使用。

3.5.1.2 屈服强度级别设置的理由

屈服强度级别设置考虑的因素：1）目前正在使用的屈服强度690MPa 级，2）根据自升式平

台的长远发展，需要更高强度级别的钢板，以减轻平台自重，因此，参照GB/T16270-2009、

EN10025-6 设置更高强度级别，即屈服强度为800MPa、890MPa 级。

3.5.2 化学成分

3.5.2.1 化学成分的设置原则：

化学成分参照ASME、ASTM、船级社规范、GB/T16270、实际订货要求的规定。

Q690CT、Q800CT、Q890CT 熔炼P、S 成分：

提高钢的纯净度，降低钢中P、S 含量。本标准规定：E 级钢P≤0.020% S≤0.010%、F 级

钢P≤0.015% S≤0.008%。

Q690CT（除P、S 外的其它元素含量）：

a)嘉特亿为***钢板具有良好的焊接性，需要降低钢的碳含量，且应具有低的碳当量要求。本标准规定

了Q690 级的C≤0.18%，且分厚度规定了相应的碳当量。C 含量低于（S）A517GrQ、 A514GrQ 及

船规屈服690 级的规定，且本标准特殊强调了碳当量的规定。碳当量采用国际焊接协会的计算公

式： 碳当量CEV（%）=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

b)其它元素

Q690CT 的Si、Mn、Mo 含量按照（S）A517GrQ、 A514GrQ 的标准规定，考虑到钢板厚度

215mm，嘉特亿为提高钢的淬透性、且***钢板的高强度、高低温韧性，Ni 含量的上限提高至3.00%， Cr、

Cu、Nb、V、Ti、B、Al 仅规定上限，以利于生产厂在***性能的前提下，对化学成分进行调整，

体现标准的自由度原则。Cu、Nb、V、Ti、B 含量的确定综合考虑（S）A517GrQ、 A514GrQ、

船规、（S）A20/（S）A20M、GB/T16270 及舞钢供货技术条件的规定；Cr 含量上限按照（S）A517GrQ、

A514GrQ 的规定。

Q800CT、Q890CT 化学成分：P、S 与Q690CT 一致，其它元素除Ni 上限提高至3.00%、Si 上

限缩小至0.50%外，同GB/T16270 的规定。

3.5.3.2 本标准的化学成分与国内外标准对比见附表1。

3.6 冶炼方法

本标准规定“钢由转炉或电炉冶炼”。

为提高钢板的内部质量及高纯净度，降低钢中气体、夹杂物含量，满足用户的使用要求，本

标准强调“钢液应进行真空处理”。

3.7 交货状态

根据目前的生产及应用，交货状态确定为“淬火+回火”。

3.8 力学性能

3.8.1 本标准规定钢板的拉伸、冲击高于（S）A517GrQ、 A514GrQ 及船规屈服690MPa 级、

GB/T16270 的规定：

1）拉伸性能：随着钢板厚度的增加，其屈服强度、抗拉强度不降低，即等强度；

2）冲击性能：船规屈服690 MPa 级钢板的厚度只到70mm，而本标准规定的厚度至215mm，

冲击性能要求不变；对于厚度大于20mm 的钢板，要求加取一组板厚1/2 处的冲击试样，根据订

货要求及船规规定，规定了相应的冲击试验温度，且冲击试验结果应符合本标准的规定。

3）根据用户的订货技术要求，参照ASTM A514 厚度≤20mm 的布氏硬度的规定值，本标准规定了

Q690CT 的布氏硬度要求。对于常规尺寸的钢板来说，考虑到1 点的硬度值不具有代表性，本标

准规定硬度值为5 个点的算术平均值。

3.8.2 本标准的力学性能与国内外标准的对比见附表2。

3.8.3 钢板厚度方向断面收缩率采用GB/T 5313 的规定。

3.9 表面质量

本标准采用国内压力容器用钢板标准的规定，并强调“不允许进行焊补”。并增加“经供需

双方协商，并在合同中注明，表面质量可按GB/T14977 的规定。”条款，体现基础标准的应用。

3.10 超声波探伤

为确保钢板的内部质量，强调“钢板应逐张按GB/T 2970 进行超声波探伤”。

3.11 特殊要求

根据供需双方协议，钢板也可进行其它项目的检验。

本标准此条规定可满足顾客个性化要求。

3.12 试验方法

根据用户的订货要求，本标准规定了布氏硬度试验试样的检验面应位于板厚1/4 处的平面上。

3.13 检验规则

鉴于齿条钢使用环境苛刻，苏州嘉特亿加严了检验批量，本标准规定“逐热处理张进行组批”。

3.14 标志和质量证明书

钢板的包装、标志及质量证明书，应符合GB/T 247《钢板和钢带包装、标志及质量证明书

的一般规定》的要求。

3.15 数值修约规则

数值修约应符合YB/T 081的规定。

附表1：

1 本标准化学成分STM A514GrQ、A517GrQ、CCS 船规、GB/T16270-2009 的对比与A表：

从以上的对比中可以看出，本标准规定的钢种，屈服强度、抗拉强度不随厚度的变化而变化，冲击功值高于其它相应标准规定。对于厚度大于20mm 钢

板的冲击试验是两组试验，对于Q690CT，强调了布氏硬度的规定。本标准规定的力学性能严于其它相应标准的规定。