Alustenrakennusteräksiset levyt: Kattava luokittelu, materiaaliominaisuudet ja merenkulkuun liittyvät sovellukset

Alusrakennustelinelevyjen esittely

Alusrakennustelinelevyt, joita kutsutaan yleisesti merenkulun telinelevyiksi, ovat erityisiä kuumavalssattuja terästuotteita, jotka valmistetaan tiukasti kansainvälisten luokitusyhteisöjen rakennussääntöjen ja määräysten mukaisesti aluksen kotelorakenteisiin nämä levyt valmistetaan yleensä korkealaatuisesta hiiliteräksestä ja alhaisen seoksen teräksestä, joiden tarkoituksena on kestää ankaraa meriympäristöä, joka tunnustetaan kemiallisena korroosiona, elektrokemiallisena korroosiona ja biologisena hyökkäyksenä merieläimistä ja mikro-organismeista. Aluslevyjen on omaava useita kriittisiä ominaisuuksia: riittävä lujuus ja sitkeys, hyvä alhaisen lämpötilan kestävyys, erinomainen korroosionkestävyys ja erinomainen hitsattavuus niitä tuottavat suuret terästehtaat ympäri maailmaa, ja ne ovat välttämättömiä materiaaleja käytettäväksi melkein kaikissa aluksen osissa, rungosta ja kannelta eristysseinämiin ja keulakärkeen .

Yleinen lujuus ja korkealuokkainen lujuusluokitusjärjestelmä

Alustenrakennukseen käytettävät rakenneteräkset jaetaan kahteen pääluokkaan niiden minimivirtauslujuuden perusteella: yleisen lujuuden rakenneteräkset ja korkean lujuuden rakenneteräkset yleisen lujuuden rakenneteräkset jaetaan neljään laatuasteikkoon: A, B, D ja E —kaikki neljä luokkaa jakavat saman myötölujuuden (vähintään 235 N/mm²) ja vetolujuuden (400–520 N/mm²) . Luokkien välinen ero perustuu niiden iskunkestävyyteen eri lämpötiloissa: luokka A ei vaadi iskukokeita (testattu huoneenlämmössä); luokka B testataan 0 °C:ssa; luokka D testataan –20 °C:ssa; ja luokka E testataan –40 °C:ssa . Korkealujuinen rakenneteräs jaetaan lisäksi lujuustasoittain ja laatuasteikkojen mukaan. Lujuustasot merkitään numeroilla: 32 (vähimmäismyötölujuus 315 N/mm²), 36 (vähimmäismyötölujuus 355 N/mm²) ja 40 (vähimmäismyötölujuus 390 N/mm²) . Jokainen lujuustaso on saatavilla neljässä laatuasteikossa – A, D, E ja F – joissa iskukokeet suoritetaan vastaavasti lämpötiloissa 0 °C, –20 °C, –40 °C ja –60 °C. Yleisiä korkealujuisia luokkia ovat AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 ja EH40 kirjainetuliitteet ilmaisevat sitkeyden tason: "A" tarkoittaa 0 °C, "D" tarkoittaa -20 °C, "E" tarkoittaa -40 °C ja "F" tarkoittaa -60 °C, ja luokka F tarjoaa korkeimman sitkeyden.

Kansainväliset standardit ja luokitusyhteisöjen hyväksynnät

Alustenrakennukseen käytettävien teräslevyjen on oltava sertifioitu kansainvallisesti tunnettujen luokitusyhteisöjen toimesta varmistaakseen noudattavan tiukkoja turvallisuus- ja laatuvaatimuksia. Tärkeimmät luokitusyhteisöt ovat ABS (American Bureau of Shipping), LR (Lloyd's Register), DNV:n nimikkeet (Det Norske Veritas), BV (Bureau Veritas), CCS (China Classification Society), GL(Germanischer Lloyd), NK (Nippon Kaiji Kyokai) Kr (korealainen rekisteri) ja RINA (italialainen merirekisteri) kansainvälisiä standardeja, jotka säätelevät laivan levyjä, ovat muun muassa ASTM A131 (yleisin yhdysvaltalainen rakenneteräksen standardi aluksille), GB/T 712 (kiinalainen standardi laivanrakennusteräkselle) ja EN 10225 (eurooppalainen standardi merenrakenteiden rakenneteräkselle) . ASTM A131 -standardi kattaa laadut A, B, D, E, AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 ja EH40 . Kiinan GB/T 712 -standardi määrittelee yleisen lujuusluokkien CCSA, CCSB, CCSC ja CCSD sekä korkean lujuuden luokat CCS-A32 ja CCS-A36 . Levyt voidaan toimittaa eri käsittelytiloissa riippuen laadusta: ohjattu valssaus, normalisointi tai termomekaaninen ohjattu käsittely (TMCP) .

Mittamäiset määrittelyt ja paksuusalueet

Alustenrakennukseen tarkoitetut teräslevyt valmistetaan laajassa mittakaavassa erilaisten alusten kokojen ja rakenteellisten vaatimusten täyttämiseksi. Tyypillinen paksuusalue on 4–260 mm , leveydet 1200–4000 mm ja pituudet 3000–18 000 mm erityiskäyttöön tarkoitettuja levyjä voidaan valmistaa jopa 300 mm:n tai jopa 450 mm:n paksuisina. Yleiset lujuusluokat A, B, D ja E ovat yleensä saatavilla enintään 22 mm:n paksuudessa. Korkealujuusluokat AH32 ja AH36 toimitetaan yleisesti eri paksuusalueilla, ja yli 30 mm:n paksuisia levyjä on helposti saatavilla alusten rakenneteräksien mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat paksuuden mukaan, ja luokitusyhtiöiden säännöt määrittelevät kullekin luokalle suurimman sallitun paksuuden. Yli 30 mm:n paksuisia levyjä hitsatessa on yleensä vaadittava esilämmitys 120–150 °C:seen .

Sovellukset eri alustyypeille ja rakenteellisiin komponentteihin

Alusten rakenneteräksilevyt ovat perusmateriaaleja, joita käytetään käytännössä kaikkien alustan osien rakentamiseen yleisiä luokkia A ja B käytetään pääasiassa vähemmän kriittisiin rakenteellisiin komponentteihin, ja ne muodostavat noin 90 % kaikista laivanlevyistä. Näitä luokkia käytetään yleisesti yläkansien, erottavien seinien, lastausaukkokannen ja ei-kriittisten kotelon osien rakentamiseen. Luokkia D ja E, joilla on parempi kylmäsietokyky, käytetään vaativammissa sovelluksissa, kuten ulkokotelon kuoren, voimakansien ja kylmemmissä ympäristöissä toimivien kriittisten rakenteellisten elementtien valmistukseen. .

Korkean lujuuden luokat AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 ja EH36 käytetään keskitärkeimpiin rakenteellisiin komponentteihin, kuten koteloon, kansiin, pitkittäisiin erottaviin seinään ja lastausaukkokanteen tanksilauttoihin, erikoislastusaluksiin, konttialuksiin ja LNG-aluksiin nämä korkean lujuuden levyt arvostetaan erinomaisesta hitsattavuudestaan ja niitä käytetään usein alusten tärkeimpien kuormia kantavien elementtien valmistukseen. esimerkiksi AH36-teräs (myötöraja ≥ 355 MPa) mahdollistaa ohuemman kylkilevyn käytön, mikä vähentää teräspainoa 15–20 % suurissa konttialuksissa tiettyjä sovelluksia ovat pitkittäiset väliaseinalevyt, voimakkaan kannelman yläpuolella sijaitsevat levyt ja muut voimakkaasti rasitettavat alueet mereneraustekniikan alalla laivanlevyjä käytetään merenpohjan öljynporauslauttojen , alustan putkiyhdistelmien ja muiden merirakenteiden valmistukseen lNG-kuljetusaluksissa, joiden materiaalien on kestettävä –162 °C:n lämpötiloja, käytetään muistitankkeihin 9 % nikkeliä sisältävää terästä, kun taas toissijaisiin rakenteisiin, joissa vaaditaan –40 °C:n iskukokeita, määritellään ASTM A131 -teräsluokat laivanlevyjä tarvitaan myös konttialuksiin, yleisrahtialuksiin, risteilyaluksiin, lauttalauttoihin ja veneisiin sopivan teräsluokan valinta riippuu rakenteellisesta sijainnista, odotetusta kuormituksesta ja aluksen käyttöympäristöstä, mikä varmistaa turvallisen ja luotettavan suorituskyvyn koko aluksen käyttöiän ajan.