基于_IMO_标准的船用耐蚀钢应用技术研究综述.doc

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1、基于IMO标准的船用耐蚀钢应用技术研究综述　　摘要：2010年5月国际海事组织（IMO）通过的《原油船货油舱保护涂层性能标准》和《原油船货油舱替代防腐措施性能标准》于2014年1月1日强制执行，鉴于日本在这方面有一定的技术优势，其正在中国设置专利障碍，船用耐蚀钢的国产化成为极为紧迫的一项任务。船用耐蚀钢的研发不仅关系我国船舶行业的发展问题，而且对我国船舶行业提升产业水平和国际竞争力有很大的影响。国产船用耐蚀钢的研制将有效打破国外耐蚀钢技术对我国钢铁、船舶行业造成的技术壁垒。本文基于IMO相关标准，以油船货油舱为

2、研究对象，就国内外船用耐蚀钢耐蚀性、焊接性能等研究方面进行归类总结。探索船用耐蚀钢的应用技术的推广发展与前景。 　　1．引言 　　货油舱由于原油成分的多样性和含有多种酸性腐蚀介质造成的腐蚀，是原油船舶运行中常见的腐蚀问题，严重的腐蚀不仅会大大缩短船体寿命，甚至威胁到船舶运输的安全。目前船体腐蚀问题受到越来越多的关注，已成为制约船舶发展的关键问题，同时也是各国提高自身船舶竞争力的有效着眼点。 　　解决船板腐蚀问题的传统方法是使用涂层材料，每2——3年对船体受腐蚀钢板进行维护。随着近年来海事界对船舶安全、环保和节能

3、要求的不断提高，国际海事组织（IMO）制定的新造船涂层性能标准对船舶涂层寿命、船舶分段表面处理、结构表面缺陷处理等10个关键方面的技术要求有明显的提高。在各国积极研究新型涂层材料的同时，日本却另辟蹊径，绕开了涂层问题，提出了使用耐蚀钢船板的替代方案。目前日本已在耐蚀钢领域进行了多年的研究，取得一定成果。 　　DE（IMO船舶设计与设备分委会）第52次会议批准了耐蚀钢作为涂层替代保护措施。2010年5月，国际海事组织(IMO)海上安全委员会第87届会议通过了“原油船货油舱腐蚀防护”SOLAS修正案（II-1/3-

4、11条）、《原油船货油舱保护涂层性能标准》和《原油船货油舱替代防腐措施性能标准》（即耐蚀钢性能标准），成为《国际海上人命安全(SOLAS)公约》框架内的强制性要求，并于2014年1月1日正式实施。耐蚀钢已成为IMO油船货油舱涂层标准唯一的替代方案。耐蚀钢技术的推出不仅对造船界的影响举足轻重，也将对钢铁等相关行业产生深远影响[1-2]。 　　3．日本船用耐蚀钢研究现状 　　目前耐蚀钢的研制主要是通过加入合金元素，得到有利的组织和形成良好的保护膜，以此来提高材料的耐蚀性能。低合金高强耐蚀钢是在普通低合金高强钢的基础

5、上添加几种耐蚀性元素而得到的。一般情况下，低合金高强耐蚀钢的强度和耐蚀性要强于普通低合金高强钢和碳素钢，但强度和耐蚀性提高的同时，韧性和焊接性会变差。因此，如何提高耐蚀钢强度和耐蚀性的同时保证良好韧性和焊接性成为耐蚀钢研究主要面临的问题。目前低合金高强耐蚀钢的发展缓慢，到现在也没有形成一个完整的开发体系[3-7]。 　　日本是最早研制货油舱用耐蚀钢的国家。杰富意钢铁株式会社和住友金属工业株式会社在2007年到2010年间相继开发出原油罐钢材、原油罐用型钢等[8-9]。其研究表明，在油轮的油舱、用于运输原油的油罐

6、及用于储藏原油的油罐中使用时，能够降低底板处发生的局部腐蚀或甲板及侧板处发生的全面腐蚀。在化学成分方面，其通过添加W和Cr，使得钢板表面形成的锈层致密化，耐局部腐蚀性和耐全面腐蚀性提高。同时Sn、Sb或Mo的添加有助于生成含有W的致密的锈层，使耐局部腐蚀性和耐全面腐蚀性进一步提高。 　　住友金属工业株式会社于2011年开发出货油舱用耐蚀钢和焊接变形小的耐蚀钢板[10-11]，研究表明，在货油舱腐蚀环境，特别在载有H2S的原油时，钢对全面腐蚀、局部腐蚀的抵抗性优良。同时还研究出一种焊接变形小且耐腐蚀性优异的钢板[

7、12]，适用于在角焊缝焊接作业时产生的焊接变形小的厚钢板，其在一种高氯化物环境中的耐腐蚀性十分优异。 　　新日铁在世界上首次成功开发出了超级油船（VLCC）货油舱内底板用耐蚀钢“NSGP-1”，研究表明，其点蚀增长速度只有传统钢的1/5。此钢的化学组成满足了船舶的分级标准，其机械性能、焊接性能和加工性能等都比以往的船体结构用钢更好，使用性能完全能够达到船舶要求的等级标准。目前，NSGP-1已经被应用于VLCC中，第一艘已于2004年下水服役。日本发明的另一种AH32耐蚀钢具有优异的力学性能与耐蚀性，使用传统焊接

8、材料的FCB焊缝同样得到了很好的冲击性能。其内底板腐蚀速率为传统钢的1/4-1/5，满足了船舶的评级制度，同时可用传统的焊接方法进行焊接。此外，日本开发的DH36耐蚀钢同样具有优良的耐蚀钢、机械性能和焊接性，工业钢板在两艘阿芙拉型油轮的三个货油舱的上甲板进行了一年的试验，结果表明，腐蚀速率为传统钢的50-60%，该钢种取得了英国劳氏船级社、日本海事协会、美国船级社和挪威船级社的分级证明