各類型船舶關(guān)鍵高端用鋼

導(dǎo)語：近年來，我國的海洋工程與船舶工業(yè)取得了長足的發(fā)展，實現(xiàn)了歷史性的跨越，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，綜合實力顯著增強，國際地位大幅度提升。但我國和世界上先進(jìn)的船舶制造及海洋工程裝備設(shè)計制造技術(shù)相比，還存在一定差距。

目前，我國船舶與海工用鋼已能滿足國內(nèi)市場的大部分需求，但部分高級別的特種鋼材仍依賴進(jìn)口。特殊用鋼主要指具有高強度、大厚度、抗層狀撕裂、大熱輸入焊接、耐腐蝕、超低溫韌性、高止裂性能的鋼板，其生產(chǎn)工藝嚴(yán)格，對設(shè)備穩(wěn)定性要求高，開發(fā)難度大。下面就簡要介紹下這些船舶用鋼中的高端鋼材：

液化氣體運輸船用低溫鋼液化氣作為一種天然資源，地區(qū)間分布不均，國際間運輸主要通過液化氣體專用運輸船進(jìn)行，包括LPG船和LNG船。隨著LNG工業(yè)的迅猛發(fā)展，9Ni低溫鋼的研究和開發(fā)熱度持續(xù)升溫，LNG儲存溫度為-163℃，要求LNG儲罐內(nèi)壁用9Ni鋼具有較高的強度、良好的低溫韌性和較小的波動。

另一個重要的低溫用鋼是LNG船用Invar合金，Invar合金薄帶是薄膜型LNG船的必備材料，應(yīng)用于貨艙圍護(hù)系統(tǒng)。Invar合金是Ni=36%，熱膨脹系數(shù)極低，能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持固定尺寸，適合常溫至-163℃的溫度變化。由于我國船廠接受了多艘LNG船訂單，所以對Invar合金的國產(chǎn)化提出了迫切需求。

大熱輸入焊接用船板的開發(fā)焊接是船體制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，約占船舶制造成本的17%。隨著船板厚度規(guī)格的增加，開發(fā)具有高焊接熱輸入適應(yīng)性的鋼板以提高焊接效率成為船體建造需重點解決的問題。大熱輸入焊接用鋼是指焊接熱輸入在400kJ/cm以上的鋼種。

提高焊接熱輸入，必須解決焊接熱影響區(qū)（HAZ）韌性降低的問題。提高HAZ韌性的方法包括采用低碳當(dāng)量的合金設(shè)計、細(xì)化HAZ晶粒尺寸及改善HAZ晶內(nèi)組織。

油船貨油艙用耐腐蝕鋼隨著深海開發(fā)和遠(yuǎn)洋航運的發(fā)展，對船板及海洋結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性提出了越來越高的要求，包括耐大氣腐蝕、耐海水腐蝕以及耐原油腐蝕。其中，油船貨油艙耐蝕鋼是近十年來國際上研究開發(fā)的重點。

油船是國際間原油運輸?shù)闹匾ぞ撸湄浻团撝饕捎媚臀g性較差的AH32、AH36鋼板，采用涂層方式進(jìn)行腐蝕防護(hù)。對于涂層保護(hù)形式，需定期進(jìn)行涂層維護(hù)，耗費高、工期長，且施工環(huán)境惡劣。2010年，國際海事組織（IMO）將使用耐蝕鋼認(rèn)定為保護(hù)涂層的可替代方案，2013年，IMO船用耐蝕鋼性能標(biāo)準(zhǔn)正式實施。

此外，為了提高海洋結(jié)構(gòu)物的壽命，需要開發(fā)耐海水腐蝕性以及耐海洋微生物腐蝕性良好的鋼板，特別是在南海海域高濕熱、強輻射、高Cl-海洋環(huán)境中。

高止裂韌性船用鋼板大型集裝箱船普遍采用高強度和大厚度的鋼板，大厚度使得鋼板的受力狀態(tài)發(fā)生改變，抗開裂性能下降，一旦在極厚板中出現(xiàn)裂紋，該裂紋將會沿著焊縫不斷傳播，即使進(jìn)入母材，裂紋也不會停止擴散。為保證船體結(jié)構(gòu)的安全可靠，對材料的止裂性能提出了更高的要求。目前評價船用鋼止裂性能的試驗方法主要有日本船級社提出的ESSO試驗和雙重拉伸試驗。

海洋平臺特厚齒條鋼隨著海洋石油工業(yè)的深入開展和鉆采難度的加大，自升式鉆井平臺用齒條鋼提出了大厚度、高強度、高韌性的發(fā)展需求，這類產(chǎn)品一般使用調(diào)質(zhì)熱處理狀態(tài)交貨。但是，隨著齒條鋼厚度的增加，截面厚度方向上組織、性能差異增大，提高特厚齒條鋼的淬透性成為這類產(chǎn)品開發(fā)的難點。

船舶與海工用特種鋼是海洋結(jié)構(gòu)物建造中的關(guān)鍵材料，目前國內(nèi)還大量進(jìn)口，是國內(nèi)造船行業(yè)急需的鋼材。推進(jìn)我國高技術(shù)船舶與海洋工業(yè)的發(fā)展，大量關(guān)鍵技術(shù)需要突破，核心問題之一就是船舶與海工用特種鋼的推廣與應(yīng)用，需要冶金企業(yè)與造船業(yè)共同努力，早日實現(xiàn)多品種、多規(guī)格的工業(yè)化供貨。