Rezistență ridicată și stabilitate a randamentului pentru integritate structurală
Plăcile de oțel pentru construcții navale trebuie să prezinte o rezistență mecanică excelentă pentru a rezista forțelor imense întâlnite în timpul călătoriilor oceanice, inclusiv îndoirea indusă de valuri, tensiunile pe grinda carenei și presiunea locală din încărcătură și balast. Societățile de clasificare precum ABS, DNV, LR și CCS specifică valori minime de curgere pentru diferite grade. Tipurile de placă de navă cu rezistență normală (A, B, D, E) oferă în mod obișnuit o limită de curgere de cel puțin 235 MPa, în timp ce clasele de rezistență înaltă (AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36) oferă o limită de curgere de 315-355 MPa, permițând combustibili mai ușori și mai eficienti. Rezistența la tracțiune variază în general între 400 și 520 MPa, în funcție de grad și grosime. Proprietățile mecanice uniforme prin grosimea plăcii sunt critice; prin urmare, plăcile de nave sunt produse utilizând procese controlate de laminare și tratament termic, cum ar fi procesarea de normalizare sau controlat termo-mecanic (TMCP). Aceste metode rafinează structura cerealelor și asigură o rezistență constantă pe secțiuni groase - adesea până la 50 mm sau mai mult pentru vasele mari. În plus, plăcile de navă trebuie să-și mențină limita de curgere la temperaturi ridicate pentru modele rezistente la foc (de exemplu, clase FP). Pentru structurile offshore, sunt disponibile și clase de rezistență mai mare (EH40, EH47) cu limite de curgere de până la 460 MPa.
Rezistență superioară la temperatură joasă și rezistență la impact
Una dintre cele mai critice proprietăți ale oțelului pentru construcții navale este capacitatea sa de a rezista la fracturi fragile la temperaturi scăzute, în special pentru navele care operează în condiții de mare arctică sau de iarnă. Plăcile de navă sunt clasificate în funcție de rezistența la impact Charpy V-notch la temperaturile de testare specificate: gradul A necesită nici un test de impact (pentru o utilizare mai blândă), gradul B necesită 27J la 0°C, gradul D necesită 27J la -20°C și gradul E necesită 27J la -40°C. Gradele de înaltă rezistență urmează un model similar: testul AH32/36 la 0°C, DH32/36 la -20°C, EH32/36 la -40°C și FH32/36 la -60°C pentru medii extreme. Această duritate asigură că fisurile nu se propagă sub încărcare dinamică de la impactul valurilor, coliziunea cu gheața sau tensiunile reziduale de sudare. Compoziția cu granulație fină, cu conținut scăzut de carbon (de obicei ≤0,18%) și cu conținut scăzut de sulf (≤0,005%), adesea cu rafinare a granulelor de aluminiu, atinge temperatura de tranziție necesară de la ductil la fragil. Plăcile de nave trebuie, de asemenea, să treacă testele de rupere cu greutatea de cădere (DWTT) pentru secțiuni groase pentru a verifica aspectul fracturii prin forfecare. Aceste proprietăți de tenacitate sunt verificate prin testarea cupoanelor luate de pe placa reală, orientată transversal pe direcția de rulare, conform regulilor aplicabile ale societății de clasificare.
Sudabilitate excelentă și rezistență la coroziune pentru fabricație și service
Plăcile de oțel pentru construcții navale trebuie să ofere o sudabilitate remarcabilă pentru a facilita construcția și repararea eficientă a structurilor mari de carenă. Valorile scăzute ale echivalentului de carbon (CEV) - de obicei sub 0,40% pentru clasele de rezistență normală și sub 0,43% pentru clasele de rezistență ridicată - minimizează riscul de fisurare indusă de hidrogen în zonele afectate de căldură. Cerințele de preîncălzire sunt astfel reduse, accelerând fabricarea. Plăcile de nave moderne sunt proiectate pentru sudarea cu aport de căldură ridicat (până la 150–200 kJ/cm) fără pierderi semnificative de duritate, posibilă prin dispersia controlată a particulelor de nitrură de titan (TiN). Acest lucru permite utilizarea proceselor automate de sudare unilaterală. Pentru rezistența la coroziune, în timp ce plăcile de navă nu sunt inoxidabile, ele sunt formulate pentru a rezista la coroziunea atmosferică marine și, pentru tancurile de marfă, pot avea proprietăți de rezistență la coroziune adăugate (de exemplu, pentru petrolierele brute). În plus, clasele speciale, cum ar fi AH36, cu rezistență sporită la coroziune (numite adesea „oțel rezistent la coroziune a rezervorului de ulei de marfă”), sunt utilizate pentru navele noi pentru a preveni coroziunea gropii de la încărcăturile agresive. Pentru navele care transportă substanțe chimice corozive, sunt specificate plăci din oțel inoxidabil sau acoperite. În cele din urmă, plăcile de nave trebuie să fie supuse unor teste nedistructive riguroase (cu ultrasunete, particule magnetice) și să fie pe deplin urmăribile cu certificate de fabrică, asigurându-se că fiecare placă îndeplinește profilul de proprietate necesar pentru servicii maritime sigure și pe termen lung.
