Introduzione alle lamiere d'acciaio per costruzione navale
Le lamiere d'acciaio per costruzione navale, comunemente denominate lamiere d'acciaio marine, sono prodotti specializzati in acciaio laminato a caldo, realizzati nel rispetto rigoroso delle regole e delle specifiche di costruzione stabilite dai principali enti di classificazione internazionali, per l'impiego nelle strutture delle carene navali queste lamiere sono generalmente realizzate in acciaio al carbonio di alta qualità e in acciaio bassolegato, progettati per resistere all’ambiente marino aggressivo, caratterizzato da corrosione chimica, corrosione elettrochimica e attacco biologico da parte della fauna marina e dei microrganismi. Le lamiere per navi devono possedere una combinazione di proprietà fondamentali: adeguata resistenza e tenacità, buone prestazioni a basse temperature, eccellente resistenza alla corrosione e saldabilità superiore sono prodotte dai principali impianti siderurgici di tutto il mondo e costituiscono materiali essenziali per la costruzione di quasi tutte le parti di una nave, dalla carena e dal ponte alle paratie stagne e alla chiglia .
Sistemi di classificazione per resistenza generale e ad alta resistenza
Gli acciai strutturali per la cantieristica navale sono suddivisi in due categorie principali in base alla loro resistenza allo snervamento minima: acciai strutturali a resistenza generale e acciai strutturali ad alta resistenza l’acciaio strutturale a resistenza generale è suddiviso in quattro classi di qualità: A, B, D ed E —tutti e quattro i gradi presentano identica resistenza a snervamento (minimo 235 N/mm²) e resistenza a trazione (400–520 N/mm²) . La differenza tra i gradi risiede nella tenacità all’urto a diverse temperature: il grado A non richiede prove di resilienza (viene testato a temperatura ambiente); il grado B viene testato a 0 °C; il grado D a -20 °C; e il grado E a -40 °C . L’acciaio strutturale ad alta resistenza è ulteriormente suddiviso in base ai livelli di resistenza e ai gradi di qualità. I livelli di resistenza sono indicati da numeri: 32 (resistenza a snervamento minima 315 N/mm²), 36 (resistenza a snervamento minima 355 N/mm²) e 40 (resistenza a snervamento minima 390 N/mm²) . Ogni livello di resistenza è disponibile in quattro gradi di qualità—A, D, E e F—che corrispondono rispettivamente a temperature di prova di resilienza di 0 °C, -20 °C, -40 °C e -60 °C. I gradi comuni ad alta resistenza includono AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 ed EH40 le lettere prefisse indicano il livello di tenacità: "A" per 0 °C, "D" per -20 °C, "E" per -40 °C e "F" per -60 °C, con il grado F che offre la massima tenacità.
Norme internazionali e approvazioni dei principali uffici di classificazione
Le lamiere d'acciaio per la costruzione navale devono essere certificate da uffici di classificazione riconosciuti a livello internazionale per garantire la conformità a rigorosi standard di sicurezza e qualità. I principali uffici di classificazione includono ABS (American Bureau of Shipping), LR (Lloyd's Register), DNV (Det Norske Veritas), BV (Bureau Veritas), Ccs (China Classification Society), GL(Germanischer Lloyd), NK (Nippon Kaiji Kyokai) Kr (Registro coreano) e RINA (Registro Italiano Navale) gli standard internazionali principali che disciplinano le lamiere per navi includono ASTM A131 (lo standard americano predominante per l'acciaio strutturale per navi), GB/T 712 (lo standard cinese per l'acciaio da costruzione navale) e EN 10225 (lo standard europeo per gli acciai strutturali offshore) . ASTM A131 copre i gradi A, B, D, E, AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 ed EH40 . La norma cinese GB/T 712 specifica i gradi di resistenza generale CCSA, CCSB, CCSC e CCSD, nonché i gradi ad alta resistenza CCS-A32 e CCS-A36 . Le lamiere possono essere fornite in diverse condizioni a seconda del grado: laminazione controllata, normalizzazione o processo termomeccanico controllato (TMCP) .
Specifiche dimensionali e intervalli di spessore
Le lamiere per costruzione navale sono prodotte in una vasta gamma di dimensioni per soddisfare le esigenze di diverse dimensioni di imbarcazioni e requisiti strutturali. L’intervallo tipico di spessore va da 4 mm a 260 mm , con larghezze comprese tra 1200 mm e 4000 mm e lunghezze comprese tra 3000 mm e 18000 mm . Per applicazioni specializzate, le lamiere possono essere prodotte con spessori fino a 300 mm o addirittura 450 mm. I normali gradi di resistenza A, B, D ed E sono generalmente disponibili in spessori fino a 22 mm. I gradi ad alta resistenza AH32 e AH36 sono comunemente forniti in diverse fasce di spessore, con lamiere superiori a 30 mm facilmente reperibili . Le proprietà meccaniche delle lamiere per costruzioni navali variano in funzione dello spessore e le norme dei registri di classificazione specificano i limiti massimi di spessore per ciascun grado. Per spessori superiori a 30 mm, è generalmente richiesto un preriscaldamento a 120-150 °C prima della saldatura .
Applicazioni su diversi tipi di imbarcazioni e componenti strutturali
Le lamiere in acciaio per la cantieristica navale sono materiali fondamentali utilizzati nella costruzione di quasi tutte le parti di una nave . I gradi di resistenza generali A e B sono utilizzati prevalentemente per componenti strutturali meno critici, rappresentando circa il 90% della produzione totale di lamiere per navi. Questi gradi vengono comunemente impiegati nella costruzione di ponti superiori, paratie, coperchi di boccaporto e sezioni non critiche dello scafo. .
Gradi ad alta resistenza AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 ed EH36 sono impiegati per componenti strutturali principali, tra cui lo scafo, i ponti, le paratie longitudinali e i coperchi di boccaporto di petroliere, portacontainer, navi porta rinfuse e navi per il trasporto di GNL . Queste lamiere ad alta resistenza sono apprezzate per la loro eccellente saldabilità e vengono frequentemente utilizzate per realizzare gli elementi portanti più critici delle navi. . Ad esempio, l’acciaio AH36 (resistenza allo snervamento ≥355 MPa) consente di utilizzare lamiere dello scafo più sottili, riducendo il peso dell’acciaio del 15–20% nelle grandi navi portacontainer . Applicazioni specifiche includono le lamiere delle paratie longitudinali, le fasce superiori adiacenti ai ponti di resistenza e altre aree soggette a sollecitazioni elevate . Nel settore offshore, le lamiere da costruzione navale vengono utilizzate per piattaforme per la perforazione offshore di petrolio , giunzioni tubiere delle piattaforme e altre strutture marine . Per le navi cisterna per LNG, che richiedono materiali in grado di resistere a temperature di -162 °C, si impiega acciaio al 9% di nichel per i serbatoi a membrana, mentre per le strutture secondarie che richiedono prove di resilienza a -40 °C sono specificati i gradi ASTM A131 . Le lamiere da costruzione navale sono inoltre essenziali per navi portacontainer, navi per carichi alla rinfusa, navi da crociera, traghetti e yacht . La scelta dei giusti gradi di acciaio dipende dalla posizione strutturale, dai carichi previsti e dall’ambiente operativo della nave, garantendo prestazioni sicure e affidabili per tutta la durata di servizio della nave.
