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船舶与海工用特种钢材应用前景广阔
随着世界经济的发展,船舶的大型化、海洋资源开发的深海化需要大量采用具有特殊性能的船舶与海工用钢。
经过多年的发展,我国已经建立了比较完备的船舶与海工用钢体系,S和GB712《船舶及海洋工程用钢》,钢级涵盖了早期大型船体采用的一般强度钢和现在海工设备常采用的焊接结构用超高强度钢。目前,我国船舶与海洋工程用钢已能满足国内市场的大部分需求,但部分高级别的特种微合金化钢材仍大量依赖进口。
当前,要推进我国高技术船舶与海洋工业的发展还有大量的关键技术需要突破,核心问题之一就是船舶与海工用特种钢的推广与应用,需要冶金企业与造船企业共同努力,早日实现多品种、多规格的工业化供货。
船舶与海工用特种钢研发方兴未艾
液化气体运输船用低温钢。国际上主要通过液化气体专用运输船进行液化气,包括LPG(液化石油气)船和LNG(液化天然气)S《材料与焊接规范》规定了建造液化气体运输船的液货舱及其相邻船体结构用的低温韧性钢,包括使用温度在-55℃以上的碳-锰钢和使用温度在-60~-196℃的镍合金钢。其中9Ni钢是建造自撑式LNG船储罐最主要的钢种,国内有的钢企生产的船用9Ni钢板通过了多家船级社的认证。随着人类环保意识的增强,清洁能源占国际能源消耗的比重将逐渐提升,催生LPG船与LNG船的大量应用,这就需要大量低温钢,如9Ni钢和膨胀合金等。
大热输入焊接用船板。大热输入焊接用钢是指焊接热输入在400千焦/厘米以上的钢种。随着船板厚度规格的增加,开发具有高焊接热输入适应性的钢板以提高焊接效率成为船体建造需重点解决的问题。提高焊接热输入适应性,必须解决焊接热影响区(HAZ)韧性降低的问题。提高HAZ韧性的方法包括采用低碳当量的合金设计、细化HAZ晶粒尺寸及改善HAZ晶内组织。
耐蚀钢。油船是国际间原油运输的重要工具,油船货油舱耐蚀钢用量占到船舶总用钢量的40%~45%,意味着耐原油腐蚀钢板具有巨大的市场需求。以往,油船货油舱主要采用耐蚀性较差的AH32、AH36钢板,采用涂层的方式进行腐蚀防护。2013年,IMO船用耐蚀钢性能标准正式实施。目前,我国已基本完成了E36级别耐蚀钢及相关焊材的开发,钢板已经申报船级社认证,。此外,为了延长海洋结构物的寿命,需要开发耐海水腐蚀性和耐海洋微生物腐蚀性良好的钢板。
高止裂性能钢板。大厚度使得钢板的受力状态发生改变,抗开裂性能下降,对材料的止裂性能提出了更高的要求。目前,多家船级社已对船板的止裂性能提出要求。高止裂船板主要应用于集装箱船的舱口围栏,散货船的舱口盖和甲板装置、有侧肋骨的船侧板,油轮的船舷侧板、船底侧板。国内相关权威机构采用双重拉伸试验方法为国内钢企提供了EH47钢止裂性能试验报告。该报告已通过了法国船级社的审核,S《船用高强
度超厚板应用指南》。2014年1月份,国际船级社协会(IACS)对高止裂性能钢板提出的要求正式生效,随后国内钢企与权威机构签订了EH47钢80毫米厚板止裂性能检测及相关技术服务合同。
海洋平台用超高强度钢。自升式平台具有用钢量少、造价低及效率高等优点,在近海开发中发挥了巨大作用。升降系统是自升式平台的关键技术,实践中多采用齿轮齿条的升降方式。随着平台工作水深的增加,齿条钢的厚度不断增大,对性