Introducción a la clasificación de las placas de acero laminadas en caliente para construcción naval
Las placas de acero laminadas en caliente para construcción naval son placas de acero estructural fabricadas específicamente para la construcción de cascos de buques, mamparos, cubiertas y otras estructuras marinas, producidas estrictamente de acuerdo con las normas de las sociedades de clasificación y las normas internacionales . Estas placas están disponibles en una amplia gama de dimensiones, con espesores que suelen oscilar entre 3 mm y 300 mm, anchos de 600 mm a 4200 mm y longitudes que pueden alcanzar hasta 18 000 mm . La especificación más reconocida que rige las placas para construcción naval es la ASTM A131/A131M, que cubre placas, perfiles, barras y remaches de acero estructural destinados principalmente a la construcción de buques los materiales bajo esta especificación se clasifican en dos grupos principales: aceros de resistencia ordinaria y aceros de mayor resistencia .
La categoría de resistencia ordinaria comprende los grados A, B, D y E, cada uno distinguido por sus propiedades mínimas especificadas de tenacidad al impacto con entalla en forma de V de Charpy a distintas temperaturas la categoría de mayor resistencia incluye los grados AH, DH, EH y FH, disponibles en varios niveles de resistencia, con puntos de cedencia mínimos especificados de 46 ksi (315 MPa), 51 ksi (350 MPa) o 57 ksi (390 MPa) esta clasificación sistemática permite a los diseñadores navales e ingenieros seleccionar el grado de acero adecuado según la ubicación estructural específica, las cargas de servicio previstas y las condiciones ambientales a las que estará expuesta la embarcación.
Materiales y propiedades de chapas de acero para construcción naval de resistencia ordinaria
Placas de acero para construcción naval de resistencia ordinaria —grados A, B, D y E— comparten requisitos comunes de propiedades mecánicas, diferenciándose principalmente en sus características de tenacidad al impacto. Los cuatro grados presentan una resistencia mínima especificada al límite elástico de 34 ksi (235 MPa) y un rango de resistencia a la tracción de 58-75 ksi (400-520 MPa) el acero grado A es el grado más básico y no requiere ensayos de impacto. El acero grado B, un acero de resistencia a la tracción común, posee buenas propiedades de tenacidad, una fuerte resistencia a la corrosión y excelentes propiedades de conformación y soldabilidad el acero grado D se somete a ensayos de impacto a -20 °C, mientras que el acero grado E —el grado de mayor resistencia ordinaria— se ensaya a -40 °C. Para placas de hasta 40 mm de espesor, inclusive, los estados habituales de suministro son laminado en aire y laminado controlado para placas con espesores superiores a 40 mm, se requiere normalizado o procesamiento termomecánico controlado (TMCP) para mejorar la resistencia y la tenacidad .
La composición química de las chapas para construcción naval de resistencia ordinaria está rigurosamente controlada para garantizar propiedades mecánicas y soldabilidad consistentes. El grado A contiene típicamente un máximo del 0,21 % de carbono, el 0,50 % de silicio y el 0,60 % de manganeso, con fósforo y azufre limitados al 0,035 % cada uno. Los grados B, D y E presentan límites similares de carbono e impurezas, ajustándose el contenido de manganeso para lograr las propiedades mecánicas requeridas. La relación manganeso-carbono se mantiene por encima de 2,5 para asegurar una resistencia y tenacidad adecuadas. Estas chapas ofrecen una excelente soldabilidad, y el control riguroso de su composición química y propiedades mecánicas garantiza una calidad constante y fiable para aplicaciones marinas exigentes. al soldarse, se presupone que se utilizará un procedimiento de soldadura adecuado para el grado de acero y para el uso o servicio previstos. .
Materiales y propiedades de chapas para construcción naval de mayor resistencia
Las chapas de acero para construcción naval de mayor resistencia —grados AH, DH, EH y FH— ofrecen propiedades mecánicas superiores para aplicaciones estructurales exigentes en la construcción naval. Estos grados están disponibles en varios niveles de resistencia: 32 (límite elástico mínimo de 315 MPa), 36 (límite elástico mínimo de 355 MPa) y 40 (límite elástico mínimo de 390 MPa) por ejemplo, las chapas de acero AH36, DH36 y EH36 tienen un límite elástico mínimo de 51 ksi (355 MPa) y un rango de resistencia a la tracción de 71-90 ksi (510-650 MPa) la mayor resistencia de estos grados permite utilizar planchas de casco más delgadas, reduciendo así el peso total de la embarcación sin comprometer su integridad estructural cada nivel de resistencia se divide además en grados de calidad según las temperaturas de ensayo de impacto: Grado A (0 °C), Grado D (-20 °C), Grado E (-40 °C) y Grado F (-60 °C). Este sistema integral de clasificación garantiza que se pueda seleccionar el grado de acero adecuado para cada componente estructural, desde tabiques interiores no críticos hasta las secciones más solicitadas del casco exterior que operan en entornos árticos.
La composición química de las chapas marinas de mayor resistencia incorpora elementos microaleantes para lograr propiedades mecánicas mejoradas. Estos grados contienen carbono hasta un 0,18 %, manganeso entre un 0,90 % y un 1,60 %, silicio entre un 0,10 % y un 0,50 %, con fósforo y azufre limitados cada uno al 0,035 % adiciones controladas de niobio (0,02-0,05 %), vanadio (0,05-0,10 %), titanio (hasta un 0,02 %) y otros elementos contribuyen a la refinación del grano y al endurecimiento por precipitación . Para aplicaciones que requieren resistencia a la laminación por descamación, se dispone de acero de calidad Z (por ejemplo, Z35) con una reducción media especificada mínima del área en ensayos de tracción a través del espesor del 35 % . La condición de entrega de las chapas marinas de mayor resistencia es crítica: generalmente no se permite la entrega en estado laminado en caliente. En su lugar, las chapas deben suministrarse en estado normalizado, laminado normalizado o TMCP. El proceso TMCP implica laminación controlada seguida de enfriamiento acelerado, lo que produce una microestructura de grano fino con una tenacidad excelente, especialmente a bajas temperaturas. La condición de tratamiento térmico se indica claramente en cada chapa: «N» para normalizado y «TMCP» para procesado termomecánicamente controlado. Este control riguroso de las condiciones de procesamiento garantiza que las chapas marinas de mayor resistencia ofrezcan la combinación requerida de resistencia, tenacidad y soldabilidad, esenciales para la construcción segura y fiable de buques modernos y estructuras marítimas y offshore .
