خواص مواد ضروری صفحات فولادی کشتی سازی

استحکام بالا و پایداری عملکرد برای یکپارچگی ساختاری

صفحات فولادی کشتی سازی باید استحکام مکانیکی بسیار خوبی را برای مقاومت در برابر نیروهای عظیمی که در طول سفرهای اقیانوسی با آن مواجه می شوند، از جمله خمش ناشی از موج، تنش های تیر بدنه، و فشار موضعی بار و بالاست از خود نشان دهند. انجمن های طبقه بندی مانند ABS، DNV، LR، و CCS حداقل مقادیر قدرت تسلیم را برای درجه های مختلف مشخص می کنند. گریدهای صفحه کشتی با استحکام معمولی (A، B، D، E) معمولاً قدرت تسلیم حداقل 235 مگاپاسکال را ارائه می دهند، در حالی که گریدهای با مقاومت بالا (AH32، DH32، EH32، AH36، DH36، EH36) استحکام تسلیم 315-355 مگاپاسکال را ارائه می دهند، که باعث می شود در طراحی کمتر سوخت کمتری داشته باشید. استحکام کششی به طور کلی از 400 تا 520 مگاپاسکال بسته به درجه و ضخامت متغیر است. خواص مکانیکی یکنواخت از طریق ضخامت صفحه بسیار مهم است. بنابراین، صفحات کشتی با استفاده از نورد کنترل شده و فرآیندهای عملیات حرارتی مانند نرمال سازی یا پردازش کنترل شده ترمو مکانیکی (TMCP) تولید می شوند. این روش‌ها ساختار دانه را اصلاح می‌کنند و استحکام ثابتی را در بخش‌های ضخیم تضمین می‌کنند - اغلب تا 50 میلی‌متر یا بیشتر برای کشتی‌های بزرگ. علاوه بر این، صفحات کشتی باید قدرت تسلیم خود را در دماهای بالا برای طرح های مقاوم در برابر آتش (مثلاً درجه های FP) حفظ کنند. برای سازه های دریایی، حتی گریدهای با مقاومت بالاتر (EH40، EH47) با قدرت تسلیم تا 460 مگاپاسکال در دسترس هستند.

چقرمگی برتر در دمای پایین و مقاومت در برابر ضربه

یکی از حیاتی‌ترین ویژگی‌های فولاد کشتی‌سازی، توانایی آن در مقاومت در برابر شکست شکننده در دماهای پایین است، به‌ویژه برای کشتی‌هایی که در شرایط قطب شمال یا دریای زمستانی کار می‌کنند. صفحات کشتی بر اساس چقرمگی ضربه Charpy V-Notch در دماهای آزمایش مشخص طبقه‌بندی می‌شوند: درجه A به تست ضربه نیاز ندارد (برای خدمات ملایم‌تر)، درجه B به 27 ژول در دمای 0 درجه سانتیگراد، درجه D به 27 ژول در -20 درجه سانتیگراد و درجه E به 27 ژول در -40 درجه سانتیگراد نیاز دارد. نمرات با استحکام بالا از الگوی مشابهی پیروی می کنند: تست AH32/36 در 0 درجه سانتی گراد، DH32/36 در -20 درجه سانتی گراد، EH32/36 در -40 درجه سانتی گراد و FH32/36 در -60 درجه سانتی گراد برای محیط های شدید. این چقرمگی تضمین می کند که ترک ها تحت بارگذاری دینامیکی ناشی از ضربه موج، برخورد یخ یا تنش های پسماند جوشکاری منتشر نمی شوند. ترکیب ریزدانه، کم کربن (معمولاً ≤0.18٪) و گوگرد کم (≤0.005٪)، اغلب با پالایش دانه آلومینیوم، دمای انتقال انعطاف پذیر به شکننده مورد نیاز را به دست می آورد. صفحات کشتی همچنین باید تست های پارگی قطره ای (DWTT) را برای مقاطع ضخیم انجام دهند تا ظاهر شکستگی برشی را تأیید کند. این ویژگی‌های چقرمگی با آزمایش کوپن‌هایی که از صفحه واقعی گرفته می‌شوند، مطابق با قوانین جامعه طبقه‌بندی قابل اجرا، به صورت عرضی در جهت نورد تأیید می‌شوند.

جوش پذیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی برای ساخت و سرویس

صفحات فولادی کشتی سازی باید قابلیت جوشکاری فوق العاده ای را برای تسهیل ساخت و تعمیر کارآمد سازه های بدنه بزرگ ارائه دهند. مقادیر کم کربن معادل (CEV) - معمولاً کمتر از 0.40٪ برای گریدهای با مقاومت معمولی و زیر 0.43٪ برای گریدهای با مقاومت بالا - خطر ترک خوردگی ناشی از هیدروژن را در مناطق تحت تأثیر گرما به حداقل می رساند. بنابراین نیازهای پیش گرمایش کاهش می یابد و باعث تسریع ساخت می شود. صفحات کشتی مدرن برای جوشکاری با حرارت ورودی بالا (تا 150-200 کیلوژول بر سانتی متر) بدون از دست دادن قابل توجه چقرمگی طراحی شده اند که با پراکندگی ذرات نیترید تیتانیوم (TiN) کنترل شده امکان پذیر است. این امکان استفاده از فرآیندهای جوشکاری خودکار یک طرفه را فراهم می کند. برای مقاومت در برابر خوردگی، در حالی که صفحات کشتی ضد زنگ نیستند، برای مقاومت در برابر خوردگی اتمسفر دریایی فرموله شده اند و برای مخازن بار، ممکن است خواص مقاوم در برابر خوردگی داشته باشند (مثلاً برای تانکرهای نفت خام). علاوه بر این، گریدهای ویژه مانند AH36 با مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته (اغلب به نام 'فولاد مقاوم در برابر خوردگی مخزن نفت محموله') برای کشتی های جدید استفاده می شود تا از خوردگی گودال از محموله های تهاجمی جلوگیری شود. برای کشتی های حامل مواد شیمیایی خورنده، صفحات فولادی ضد زنگ یا پوشش داده شده مشخص شده است. در نهایت، صفحات کشتی باید تحت آزمایش‌های غیرمخرب دقیق (اولتراسونیک، ذرات مغناطیسی) قرار گیرند و کاملاً با گواهی‌های آسیاب قابل ردیابی باشند، و اطمینان حاصل شود که هر صفحه دارای مشخصات مورد نیاز برای خدمات دریایی ایمن و طولانی‌مدت است.