A meleghengerelt hajólemezek osztályozásának bemutatása
A meleghengerelt hajólemezek olyan szerkezeti acéllemezek, amelyeket kizárólag hajótestek, válaszfalak, fedélzetek és egyéb tengeri szerkezetek építésére gyártanak, szigorúan a besorolási társaságok szabályai és a nemzetközi szabványok szerint . Ezek a lemezek széles méretválasztékban érhetők el, vastagságuk általában 3 mm-től 300 mm-ig, szélességük 600 mm-től 4200 mm-ig, hosszuk pedig akár 18 000 mm-ig terjed . A hajólemezekre vonatkozó legismertebb szabvány az ASTM A131/A131M, amely a hajóépítéshez elsősorban szükséges szerkezeti acéllemezeket, profilokat, rudakat és szegecseket tartalmazza ez a szabvány két fő csoportba sorolja az anyagokat: közönséges szilárdságú acélok és magasabb szilárdságú acélok .
A közönséges szilárdságú csoport a következő minőségeket foglalja magában: A, B, D és E osztály, amelyek mindegyike különböző hőmérsékleteken megadott minimális Charpy V-metszet ütőszilárdsági tulajdonságaikban különböznek egymástól a magasabb szilárdságú csoport az AH, DH, EH és FH minőségeket tartalmazza, több szilárdsági szinten kaphatók, megadott minimális folyáshatárral: 46 ksi (315 MPa), 51 ksi (350 MPa) vagy 57 ksi (390 MPa) ez a rendszerszerű besorolás lehetővé teszi a hajótervezők és mérnökök számára, hogy a hajó adott szerkezeti helyére, a várható üzemterhelésekre és a hajó által érintett környezeti feltételekre tekintettel válasszák ki a megfelelő acélminőséget.
Közönséges szilárdságú hajólemez-anyagok és tulajdonságaik
Közönséges szilárdságú hajólemezek – A, B, D és E minőségek – közös mechanikai tulajdonság-követelményeket mutatnak, főként az ütésállósági jellemzőikben különböznek egymástól. Mind a négy minőség minimális megadott folyáshatárral rendelkezik: 34 ksi (235 MPa), valamint szakítószilárdság-tartománnyal: 58–75 ksi (400–520 MPa) az A minőségű acél a legalapvetőbb minőség, és nem igényel ütéspróbát. A B minőségű acél, amely egy gyakori szakítószilárdságú acél, jó ütésállósági tulajdonságokkal, erős korrózióállósággal és kiváló feldolgozhatósággal és hegeszthetőséggel rendelkezik a D minőségű acél ütéspróbát követel -20 °C-on, míg az E minőségű acél – a legmagasabb közönséges szilárdságú minőség – -40 °C-on kerül vizsgálatra. Legfeljebb 40 mm vastagságú lemezek esetén a levegőn történő hengerlés és a szabályozott hengerlés a leggyakoribb szállítási állapot 40 mm-nél vastagabb lemezek esetén a szilárdság és az ütésállóság javítása érdekében normalizálásra vagy termomechanikus szabályozott feldolgozásra (TMCP) van szükség .
Az átlagos szilárdságú hajólemezek kémiai összetétele szigorúan ellenőrzött, hogy biztosítsa a mechanikai tulajdonságok és hegeszthetőség egyenletességét. Az A minőségű lemez általában legfeljebb 0,21 % szént, 0,50 % szilíciumot és 0,60 % mangánt tartalmaz, míg a foszfor és kéntartalom legfeljebb 0,035 % mindkettőre. A B, D és E minőségi osztályok hasonló szén- és szennyezőanyag-korlátozásokkal rendelkeznek, a mangán-tartalom pedig a szükséges mechanikai tulajdonságok eléréséhez van szabályozva. A mangán–szén arányt 2,5 fölé kell tartani, hogy megfelelő szilárdságot és ütőszilárdságot biztosítsanak. A lemezek kiváló hegeszthetőséget mutatnak, a kémiai összetétel és mechanikai tulajdonságok szigorú ellenőrzése biztosítja az egyenletes és megbízható minőséget a különösen igényes tengeri alkalmazásokhoz a hegesztés során feltételezhető, hogy a acél minőségének és a tervezett felhasználásnak vagy üzemeltetési körülményeknek megfelelő hegesztési eljárást alkalmaznak .
Magasabb szilárdságú hajólemez-anyagok és tulajdonságaik
Magas szilárdságú hajólemezek – AH, DH, EH és FH minőségi osztályok – kiváló mechanikai tulajdonságokat nyújtanak igényes szerkezeti alkalmazásokhoz a hajóépítésben. Ezek a minőségi osztályok több szilárdsági szinten érhetők el: 32 (315 MPa minimális folyáshatár), 36 (355 MPa minimális folyáshatár) és 40 (390 MPa minimális folyáshatár) például az AH36, DH36 és EH36 acéllemezek minimális folyáshatára 51 ksi (355 MPa), a szakítószilárdságuk pedig 71–90 ksi (510–650 MPa) között mozog ezen osztályok magasabb szilárdsága lehetővé teszi a vékonyabb hajótest-lemezek alkalmazását, így csökkentve a hajó teljes tömegét anélkül, hogy a szerkezeti integritás sérülne minden szilárdsági szint további minőségi osztályokra oszlik az ütéspróba hőmérsékletének megfelelően: A osztály (0 °C), D osztály (–20 °C), E osztály (–40 °C) és F osztály (–60 °C). Ez a komplex besorolási rendszer biztosítja, hogy minden szerkezeti elemhez – a nem kritikus belső válaszfalaktól kezdve az északi sarkvidéki környezetben működő legnagyobb terhelés alatt álló külső hajótest-szakaszokig – megfelelő acélminőség választható legyen.
A magasabb szilárdságú hajólemezek kémiai összetétele mikroötvöző elemeket tartalmaz, amelyek segítségével elérhetők a javított mechanikai tulajdonságok. Ezek a minőségek legfeljebb 0,18 % szén-, 0,90–1,60 % mangán- és 0,10–0,50 % szilíciumtartalmat mutatnak, míg a foszfor és a kéntartalom legfeljebb 0,035 %. a nióbium (0,02–0,05 %), a vanádium (0,05–0,10 %), a titán (legfeljebb 0,02 %) és egyéb elemek szabályozott hozzáadása hozzájárul a szemcseméret csökkentéséhez és a kiválásos erősítéshez. . Réteges szakadással szembeni ellenállást igénylő alkalmazásokhoz Z minőségű acél (pl. Z35) érhető el, amelynek a vastagság irányába eső húzószakító vizsgálat során mért keresztmetszet-csökkenés átlagos értéke legalább 35% . A magasabb szilárdságú hajólemezek szállítási állapota kritikus jelentőségű: általában nem engedélyezett a hengerelt állapotban történő szállítás. Ehelyett a lemezek normalizált, normalizáló hengerelt vagy TMCP állapotban kerülnek szállításra. A TMCP a szabályozott hengerlés utáni gyors hűtést jelenti, amely finomszemcsés mikroszerkezetet eredményez kiváló ütőkeménységgel, különösen alacsony hőmérsékleten. A hőkezelési állapotot minden lemezen egyértelműen feltüntetik: „N” a normalizáltra és „TMCP” a hőmechanikailag szabályozott folyamatra utal. Ez a szigorú folyamatfeltételek feletti ellenőrzés biztosítja, hogy a magasabb szilárdságú hajólemezek a modern hajók és tengeri szerkezetek biztonságos és megbízható építéséhez szükséges szilárdság, ütőkeménység és hegeszthetőség kombinációját nyújtsák .
