Alta resistencia y estabilidad de rendimiento para la integridad estructural
Las placas de acero para la construcción naval deben exhibir una excelente resistencia mecánica para soportar las inmensas fuerzas que se encuentran durante los viajes oceánicos, incluida la flexión inducida por las olas, las tensiones en las vigas del casco y la presión local de la carga y el lastre. Las sociedades de clasificación como ABS, DNV, LR y CCS especifican valores mínimos de límite elástico para diferentes grados. Los grados de placas de barco de resistencia normal (A, B, D, E) generalmente ofrecen un límite elástico de al menos 235 MPa, mientras que los grados de alta resistencia (AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36) proporcionan un límite elástico de 315 a 355 MPa, lo que permite diseños de casco más livianos y con mayor eficiencia de combustible. La resistencia a la tracción generalmente oscila entre 400 y 520 MPa, según el grado y el espesor. Las propiedades mecánicas uniformes en todo el espesor de la placa son fundamentales; por lo tanto, las placas para barcos se producen mediante procesos controlados de laminación y tratamiento térmico, como la normalización o el procesamiento termomecánico controlado (TMCP). Estos métodos refinan la estructura del grano y garantizan una resistencia constante en secciones gruesas, a menudo de hasta 50 mm o más para recipientes grandes. Además, las placas para barcos deben mantener su límite elástico a temperaturas elevadas para diseños resistentes al fuego (por ejemplo, grados FP). Para estructuras marinas, se encuentran disponibles grados incluso de mayor resistencia (EH40, EH47) con límites elásticos de hasta 460 MPa.
Dureza superior a bajas temperaturas y resistencia al impacto
Una de las propiedades más críticas del acero para la construcción naval es su capacidad para resistir la fractura frágil a bajas temperaturas, especialmente para embarcaciones que operan en condiciones marítimas árticas o invernales. Las placas para barcos se clasifican según su resistencia al impacto con muesca en V Charpy a temperaturas de prueba específicas: el grado A no requiere prueba de impacto (para un servicio más suave), el grado B requiere 27J a 0°C, el grado D requiere 27J a -20°C y el grado E requiere 27J a -40°C. Los grados de alta resistencia siguen un patrón similar: prueba AH32/36 a 0°C, DH32/36 a -20°C, EH32/36 a -40°C y FH32/36 a -60°C para ambientes extremos. Esta tenacidad garantiza que las grietas no se propaguen bajo cargas dinámicas debido al impacto de las olas, la colisión del hielo o las tensiones residuales de la soldadura. La composición de grano fino, baja en carbono (normalmente ≤0,18%) y baja en azufre (≤0,005%), a menudo con refinamiento de grano de aluminio, logra la temperatura de transición requerida de dúctil a frágil. Las placas de barco también deben pasar pruebas de desgarro por caída de peso (DWTT) para secciones gruesas para verificar la apariencia de la fractura por corte. Estas propiedades de tenacidad se verifican mediante muestras de ensayo tomadas de la propia placa, orientadas transversalmente a la dirección de laminación, según las normas aplicables de la sociedad de clasificación.
Excelente soldabilidad y resistencia a la corrosión para fabricación y servicio
Las placas de acero para la construcción naval deben ofrecer una soldabilidad excepcional para facilitar la construcción y reparación eficiente de grandes estructuras de cascos. Los valores bajos de equivalente de carbono (CEV), generalmente inferiores al 0,40 % para los grados de resistencia normal y inferiores al 0,43 % para los grados de alta resistencia, minimizan el riesgo de agrietamiento inducido por hidrógeno en las zonas afectadas por el calor. De este modo se reducen los requisitos de precalentamiento, lo que acelera la fabricación. Las placas para barcos modernas están diseñadas para soldadura con alta entrada de calor (hasta 150-200 kJ/cm) sin una pérdida significativa de tenacidad, gracias a la dispersión controlada de partículas de nitruro de titanio (TiN). Esto permite el uso de procesos de soldadura unilaterales automatizados. En cuanto a la resistencia a la corrosión, si bien las placas de barco no son inoxidables, están formuladas para resistir la corrosión atmosférica marina y, para los tanques de carga, pueden tener propiedades adicionales resistentes a la corrosión (por ejemplo, para los petroleros de crudo). Además, los grados especiales como AH36 con resistencia a la corrosión mejorada (a menudo llamados 'acero resistente a la corrosión de tanques de aceite de carga') se utilizan en embarcaciones nuevas para prevenir la corrosión en fosas causada por cargas agresivas. Para barcos que transportan productos químicos corrosivos, se especifican placas de acero inoxidable o revestidas. Finalmente, las placas para barcos deben someterse a rigurosas pruebas no destructivas (ultrasónicas, de partículas magnéticas) y ser totalmente rastreables con certificados de fábrica, lo que garantiza que cada placa cumpla con el perfil de propiedad requerido para un servicio marítimo seguro y a largo plazo.
