Введение в судостроительные стальные плиты
Судостроительные стальные плиты, обычно называемые морскими стальными плитами, — это специализированные горячекатаные стальные изделия, производимые строго в соответствии с правилами и техническими требованиями международных классификационных обществ для использования в конструкциях корпусов судов эти листы обычно изготавливаются из высококачественной углеродистой стали и низколегированной стали, предназначенных для эксплуатации в суровых морских условиях, характеризующихся химической коррозией, электрохимической коррозией, а также биологическим воздействием морской флоры и микроорганизмов. Корабельные листы должны обладать комплексом критически важных свойств: достаточной прочностью и ударной вязкостью, хорошей работоспособностью при низких температурах, превосходной коррозионной стойкостью и отличной свариваемостью они производятся крупнейшими сталелитейными комбинатами по всему миру и являются ключевыми материалами для изготовления практически всех частей судна — от корпуса и палубы до переборок и киля .
Общая и повышенная прочность: классификационные системы
Кораблестроительные конструкционные стали делятся на две основные категории в зависимости от минимального предела текучести: конструкционные стали общей прочности и конструкционные стали повышенной прочности конструкционные стали общей прочности подразделяются на четыре класса качества: A, B, D и E —все четыре марки имеют одинаковую предел текучести (минимум 235 Н/мм²) и предел прочности при растяжении (400–520 Н/мм²) . Отличие между марками заключается в их ударной вязкости при различных температурах: для марки А испытание на ударную вязкость не требуется (испытание проводится при комнатной температуре); марка В испытывается при 0 °C; марка D — при −20 °C; марка E — при −40 °C . Высокопрочная конструкционная сталь дополнительно подразделяется по уровням прочности и качественным маркам. Уровни прочности обозначаются цифрами: 32 (минимальный предел текучести 315 Н/мм²), 36 (минимальный предел текучести 355 Н/мм²) и 40 (минимальный предел текучести 390 Н/мм²) . Каждый уровень прочности доступен в четырёх качественных марках — A, D, E и F, соответствующих температурам испытания на ударную вязкость 0 °C, −20 °C, −40 °C и −60 °C соответственно. Распространённые высокопрочные марки включают AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 и EH40 буквенные префиксы указывают уровень ударной вязкости: «A» — для 0 °C, «D» — для −20 °C, «E» — для −40 °C и «F» — для −60 °C; сталь класса F обладает наивысшей ударной вязкостью.
Международные стандарты и одобрения классификационных обществ
Стальные листы для судостроения должны быть сертифицированы международно признанными классификационными обществами для обеспечения соответствия строгим требованиям безопасности и качества. К числу ведущих классификационных обществ относятся ABS (Американское бюро судоходства), LR (Ллойдс Регистр), DNV (Дет Норске Веритас), BV (Бюро Веритас), Ccs (Китайское общество классификации судов), GL(Германский Ллойд), НК (Ниппон Кайдзи Кёкай), KR (корейская регистрация) и RINA (Итальянский морской регистр) основные международные стандарты, регулирующие судостроительные листы, включают ASTM A131 (ведущий американский стандарт на конструкционную сталь для судостроения), GB/T 712 (китайский стандарт на судостроительную сталь) и EN 10225 (европейский стандарт на конструкционные стали для морских нефтегазовых сооружений) . Стандарт ASTM A131 охватывает марки A, B, D, E, AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36, AH40, DH40 и EH40 . Китайский стандарт GB/T 712 определяет марки стали нормальной прочности CCSA, CCSB, CCSC и CCSD, а также марки высокопрочной стали CCS-A32 и CCS-A36 . Листы могут поставляться в различных состояниях в зависимости от марки: с контролируемой прокаткой, нормализованные или с термомеханической обработкой (TMCP) .
Габаритные характеристики и диапазоны толщин
Листы судостроительной стали изготавливаются в широком диапазоне размеров для удовлетворения требований различных судов и конструктивных задач. Типичный диапазон толщин составляет от 4 мм до 260 мм , ширина — от 1200 мм до 4000 мм и длина — от 3000 мм до 18 000 мм для специализированных применений толщина листов может составлять до 300 мм или даже до 450 мм. Общие марки прочности A, B, D и E обычно доступны в толщинах до 22 мм. Высокопрочные марки AH32 и AH36 поставляются в различных диапазонах толщин, причём листы толщиной более 30 мм readily available механические свойства судостроительных листов зависят от их толщины, а правила классификационных обществ устанавливают максимальные предельные значения толщины для каждой марки. Для листов толщиной более 30 мм перед сваркой обычно требуется подогрев до 120–150 °C .
Применение в различных типах судов и конструктивных элементах
Судостроительные стальные листы являются основными материалами, используемыми при строительстве практически всех частей судна . Общие марки прочности А и В в основном используются для менее ответственных конструкционных элементов и составляют приблизительно 90 % от общего объема производства судостроительных листов. Эти марки обычно применяются при строительстве верхних палуб, переборок, крышек люков и неответственных участков корпуса. .
Марки повышенной прочности AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 и EH36 применяются для основных конструкционных элементов, включая корпус, палубы, продольные переборки и крышки люков танкеров, судов для перевозки массовых грузов, контейнеровозов и СПГ-судов . Эти высокопрочные листы ценятся за их превосходную свариваемость и часто используются при изготовлении наиболее ответственных несущих элементов судов например, сталь марки AH36 (предел текучести ≥355 МПа) позволяет использовать более тонкие листы обшивки корпуса, сокращая массу стали на 15–20 % в крупных контейнеровозах конкретные области применения включают продольные переборки, верхние пояса, примыкающие к прочным палубам, и другие участки с высокой нагрузкой в нефтегазовой отрасли морского шельфа листовая сталь используется для морских нефтяных буровых платформ , соединений трубопроводов на платформах и других морских сооружений для судов-газовозов СПГ, где требуются материалы, способные выдерживать температуру −162 °C, для мембранных резервуаров применяется сталь с содержанием никеля 9 %, а для второстепенных конструкций, требующих испытаний на ударную вязкость при −40 °C, указаны марки стали ASTM A131 листовая сталь также необходима для контейнеровозов, судов для перевозки навалочных грузов, круизных лайнеров, паромов и яхт выбор соответствующих марок стали зависит от расположения конструктивного элемента, ожидаемых нагрузок и эксплуатационных условий судна, обеспечивая безопасную и надёжную работу на протяжении всего срока службы судна.
