鋼材在能源工業(yè)設(shè)施和裝備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，JFE鋼鐵公司（以下簡(jiǎn)稱JFE）順應(yīng)世界能源需求增長(zhǎng)的形勢(shì)，針對(duì)能源用鋼的特殊性質(zhì)和極高的安全要求，開發(fā)了符合能源開采、運(yùn)輸、生產(chǎn)和使用各階段的能源用鋼。
不同使用環(huán)境對(duì)鋼管性能要求各異
石油工業(yè)用鋼管（OCTG）。JFE的耐腐蝕石油用管獨(dú)具特色，其中一類是應(yīng)用于CO2環(huán)境下的高強(qiáng)度高耐蝕性油井管，另一類是應(yīng)用于H2S環(huán)境下的抗硫腐蝕油氣用管。JFE還銷售OCTG的優(yōu)質(zhì)管接頭。除API標(biāo)準(zhǔn)級(jí)鋼管外，JFE還生產(chǎn)高抗壓潰性油井用管和用于寒冷環(huán)境下的高低溫韌性油井管，可用作配管和套管。
JFE生產(chǎn)的高強(qiáng)度、高耐蝕性石油用管的鮮明特點(diǎn)是馬氏體不銹鋼系列鋼管。除常規(guī)的13%Cr鋼管外，該公司還提供一系列滿足各種服役環(huán)境要求的產(chǎn)品，如更高強(qiáng)度和耐蝕性的JFE-HP1-13CR鋼管、JFE-HP2-13CR鋼管和適用于傳統(tǒng)雙相不銹鋼使用環(huán)境的JFE-UHP-15CR鋼管等。
深油氣井中使用的螺紋管接頭必須具有高強(qiáng)度和高密封性。JFE開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的螺紋接頭FOX和JFEBEAR鋼種。為減少連接螺紋接頭時(shí)含有環(huán)境污染物潤(rùn)滑劑的溢出，該公司還開發(fā)了“CLEARRUN”接頭潤(rùn)滑系統(tǒng)。
輸油氣管線用鋼管。JFE有無(wú)縫鋼管、UOE鋼管和電焊鋼管生產(chǎn)線，形成了不同用途和規(guī)格鋼管的完整體系。
其管線鋼管產(chǎn)品包括遠(yuǎn)距離大口徑輸送用高強(qiáng)度管線管、適用多震帶和永凍帶地區(qū)的高變形性鋼管HIPER、性能優(yōu)于傳統(tǒng)電焊管的MightSeam焊管、適用腐蝕性環(huán)境的馬氏體不銹鋼管等。
目前，輸油氣管線的鋪設(shè)向環(huán)境惡劣的地域發(fā)展，對(duì)于在地震帶和不連續(xù)凍土帶鋪設(shè)的管線來(lái)說(shuō)，必須具有足夠的變形能力，才能在地基發(fā)生變動(dòng)導(dǎo)致管線變形時(shí)，不至于發(fā)生局部屈曲和環(huán)焊縫處斷裂事故。因此，JFE研究生產(chǎn)了高變形性管線鋼管HIPER（UOE）。
隨著輸油氣管線向高壓輸送和大口徑化的方向發(fā)展，X80級(jí)等高強(qiáng)度管線鋼管也要求實(shí)現(xiàn)厚壁化。為滿足管線鋼管進(jìn)一步高強(qiáng)度化的要求，JFE于2002年在世界上率先進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)CSA690級(jí)高強(qiáng)度管線鋼管（CSA是加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)，CSA690級(jí)相當(dāng)于APIX100級(jí)）。2004年冬季，CSA690級(jí)高強(qiáng)度管線在加拿大北部極寒地區(qū)鋪設(shè)，顯示出該鋼管良好的母材性能、焊接區(qū)性能和焊接施工性。
目前，世界范圍內(nèi)X100管線的應(yīng)用尚存在局限性，但JFE正在努力開發(fā)有關(guān)的管線設(shè)計(jì)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和評(píng)價(jià)技術(shù)，X100管線的推廣應(yīng)用值得期待。
輸油氣管線與油氣井的情況一樣，也有因?yàn)镠2S的存在發(fā)生氫致裂紋的現(xiàn)象。為防止氫致裂紋的產(chǎn)生，他們采用對(duì)鋼中的S含量和硫化物進(jìn)行特殊控制的抗硫腐蝕管線鋼管。鋼管的強(qiáng)度目前達(dá)到X65級(jí)，但該公司正在推進(jìn)X70級(jí)等強(qiáng)度更高抗硫腐蝕管線鋼管的開發(fā)工作。
鑒于石油和天然氣的生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)境越來(lái)越惡劣，JFE大力開發(fā)管線電焊鋼管用材制造技術(shù)和焊縫的無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)，并開發(fā)出管線用電焊鋼管新產(chǎn)品MightySeam，使電焊鋼管的可靠性得到極大提高，從而可以充分利用電焊鋼管高尺寸精度、高韌性的特點(diǎn)進(jìn)行管線設(shè)計(jì)。
截至目前，雙相不銹鋼一直用作耐腐蝕管線鋼管的材料。雖然雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐蝕性，但成本昂貴，并且焊接線能量輸入難以控制，還因具有過(guò)度防蝕性能而容易產(chǎn)生裂紋。而馬氏體不銹鋼不僅具有優(yōu)良的耐CO2腐蝕性，而且成本低于雙相馬氏體不銹鋼。在此背景下，JFE利用先進(jìn)的煉鋼技術(shù)，通過(guò)調(diào)整添加元素的成分，降低C和N含量，開發(fā)出焊接性和耐蝕性俱佳的管線用馬氏體不銹鋼無(wú)縫鋼管。
鍋爐和熱交換器用鋼管。JFE開發(fā)并生產(chǎn)出的鐵素體合金鋼管，具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、耐氧化性和焊接性能。
改良型9%Cr-1%Mo鋼管（T91/P91鋼管）。JFE利用曼內(nèi)斯曼軋制工藝生產(chǎn)ASME（美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)）SA231和SA335標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的改良型9%Cr-1%Mo鋼管（T91/P91鋼管）。該類鋼管具有以下特點(diǎn)：屬于超級(jí)耐火鋼管，外徑和壁厚尺寸精度高；可制造余熱鍋爐用22米長(zhǎng)左右的超長(zhǎng)鋼管；可制造主蒸汽管和集汽管用壁厚為50mm的特厚中口徑鋼管。
含鎢2.25%Cr鋼管（T23/P23鋼管）。該鋼種的規(guī)范于2001年納入ASMESA213標(biāo)準(zhǔn)，牌號(hào)為T23。它是一種添加大量W的2.25%Cr-Nb-V鋼，具有很高的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度。JFE開發(fā)出低C、低Al、低N的T23鋼管，具有優(yōu)秀的高溫強(qiáng)度、良好的焊接性和抗HAZ裂紋性能，應(yīng)用于廢熱回收鍋爐的過(guò)熱器和再熱器。
含鎢9%Cr鋼管（T92/P92鋼管）。高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度優(yōu)于T91/P91鋼管的T92/P92鋼管于2004年納入ASME標(biāo)準(zhǔn)。該鋼管是添加大量W的9%Cr-Nb-V鋼，適用于主蒸汽管、過(guò)熱器和再熱器。
鋼板生產(chǎn)追求高強(qiáng)度和安全性
高強(qiáng)度鋼板。高強(qiáng)度鋼板不僅用于建筑、橋梁、工業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域，也用于能源設(shè)備。高強(qiáng)度鋼板的合理應(yīng)用取決于對(duì)其強(qiáng)度級(jí)別、焊接性和低溫韌性等性能的具體要求。為提高材料的焊接韌性，JFE開發(fā)出EWEL焊接技術(shù)。
低溫用鋼板。為保證嚴(yán)寒地區(qū)鉆井平臺(tái)和采油平臺(tái)的安全性，必須使用有嚴(yán)格低溫韌性要求的鋼板。鉆井平臺(tái)使用的是船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)中的DH36、EH36、FH36等高屈服點(diǎn)鋼，其中自升式鉆井平臺(tái)的樁腿及其周圍結(jié)構(gòu)使用的是高抗拉強(qiáng)度鋼，而齒條則是用HT80特厚鋼板。因?yàn)樽陨姐@井平臺(tái)有時(shí)要在嚴(yán)寒區(qū)域移動(dòng)和鉆探，所以有時(shí)需要具有-60℃的低溫韌性。JFE開發(fā)出嚴(yán)寒地區(qū)平臺(tái)齒條和鋼索用JFE-HITEN780ML鋼。
在采油平臺(tái)方面，導(dǎo)管架式平臺(tái)、張力腿式平臺(tái)（TLP）頂層和樁柱、深水浮筒平臺(tái)頂層使用的是API2W50和API2W60（屈服點(diǎn)為355MPa和410MPa級(jí)）的TMCP（熱機(jī)械軋制）高強(qiáng)度鋼。這些鋼板的焊接接頭要求滿足應(yīng)用環(huán)境溫度下的CTOD值（一種嚴(yán)格的斷裂機(jī)械規(guī)范）。
球罐用低溫鋼有JFE-HITEN的L系列鋼種，還有可在更低溫度下使用的2.5%Ni、3.5%Ni、9%Ni系列低溫用鋼板。
抗氫致裂紋（HIC）鋼板。JFE對(duì)球罐用高強(qiáng)度鋼板的SSCC問(wèn)題和含H2S天然氣輸送鋼管的HIC問(wèn)題進(jìn)行了積極的研究，開發(fā)出適用于H2S環(huán)境的抗氫致裂紋鋼板JFE-AH1和JFE-AH2。
不銹鋼復(fù)合鋼板。涂鍍鋼板是基材鋼板與不銹鋼鍍層鋼板的復(fù)合板。這種復(fù)合式鋼板既有結(jié)構(gòu)鋼板的強(qiáng)度（基材），同時(shí)又具有耐熱性、耐蝕性等功能（鍍層），并且與全不銹鋼板相比價(jià)格低廉。因此，復(fù)合鋼板廣泛用于壓力容器、船舶、海水淡化裝置等許多行業(yè)。
雖然復(fù)合鋼板的制造方法有很多，但JFE采用的是軋制方法。JFE的復(fù)合鋼板具有良好的接合性、穩(wěn)定的性能、可制造寬幅長(zhǎng)尺鋼板、尺寸精度高和交貨及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。不銹鋼板和復(fù)合鋼板還用于水壩排水閘管道等，而且具有優(yōu)良耐腐蝕性的復(fù)合鋼板廣泛應(yīng)用于煉油設(shè)備。
造船用鋼板。油輪、集裝箱船、散裝貨船等各種船舶的輕量化、高速化、長(zhǎng)壽化和造船高效率化是JFE一直關(guān)注的課題。TMCP（熱機(jī)械軋制）可使造船用鋼板的抗拉強(qiáng)度和焊接性能得到大幅提高。JFE開發(fā)出新一代TMCP技術(shù)，即Super-OLAC，并將之投入到工業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)在該公司高強(qiáng)度船用鋼板都是利用這種技術(shù)制造的。
液化石油氣船儲(chǔ)倉(cāng)的冷卻溫度達(dá)到-45℃~-50℃，由于焊縫很長(zhǎng)，需要高效率焊接，因此要求鋼板和焊接熱影響區(qū)具有優(yōu)良的韌性。為了滿足這一需求，JFE開發(fā)出EWEL焊接技術(shù)，保證焊接熱影響區(qū)的優(yōu)良韌性，已應(yīng)用于許多液化石油氣（LPG）輪船。
原油運(yùn)輸船的儲(chǔ)油倉(cāng)底板有時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕。為此，JFE開發(fā)出原油運(yùn)輸船用耐腐蝕鋼板JFE-SIP-OT。
反應(yīng)堆安全殼用鋼板。在核電領(lǐng)域，反應(yīng)堆的鋼制安全殼采用的是SGV480和高強(qiáng)度鋼SPV490，壓力容器使用的是特厚大單重的SQV2鋼。JFE以嚴(yán)格的質(zhì)量管理制造出大量此類鋼板。