Σύντομη εισαγωγή
Το ASTM A131 είναι το έγκυρο πρότυπο για δομικές χαλύβδινες πλάκες για κύτος πλοίων που δημοσιεύεται από την Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών (ASTM International). Καθορίζει τη χημική σύνθεση, τις μηχανικές ιδιότητες και τις διαδικασίες δοκιμής για τις ποιότητες χάλυβα που χρησιμοποιούνται σε δομές κύτους πλοίων, καταστρώματα, διαφράγματα και μονάδες υπεράκτιων πλατφορμών. Σε αντίθεση με τον συνηθισμένο δομικό χάλυβα, οι χαλύβδινες πλάκες A131 πρέπει να επιδεικνύουν αξιόπιστη απόδοση κάτω από φορτία κυκλικών κυμάτων, διάβρωση θαλασσινού νερού και ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας-απαιτήσεις που καθιστούν αυτό το πρότυπο απαραίτητη προϋπόθεση για την έγκριση του νηογνώμονα.
Τυπικό πεδίο εφαρμογής ASTM A131
Το πρότυπο ASTM A131/A131M καλύπτει δομικές χαλύβδινες πλάκες, τμήματα και ράβδους για τη ναυπηγική. Ταξινομεί τα υλικά σε δύο μεγάλες κατηγορίες:
Γενικός βαθμός αντοχής (Ισχύς απόδοσης μεγαλύτερη από ή ίση με 235 MPa)
Γενικός βαθμός αντοχής (Ισχύς απόδοσης μεγαλύτερη από ή ίση με 235 MPa)
Α: Ελάχιστες απαιτήσεις σκληρότητας. καμία καθορισμένη δοκιμή πρόσκρουσης. Η δοκιμή πρόσκρουσης επιτρέπεται να παραλειφθεί μόνο για πάχη μικρότερα από ή ίσα με 12,5 mm. Κατάλληλο για εσωτερικά διαφράγματα, μη φέρουσες κατασκευές-και πλοία που λειτουργούν σε τροπικά ύδατα.
Β: Ελαφρώς υψηλότερες απαιτήσεις από τον βαθμό Α. Απαιτείται δοκιμή κρούσης σε 0 μοίρες για πάχη > 25 mm. Κατάλληλο για γενική επιμετάλλωση γάστρας και περιοχές με ήπιο κλίμα.
D: Απαιτεί σκληρότητα κρούσης σε 0 μοίρες και επεξεργασία λεπτών κόκκων-. Κατάλληλο για επιμετάλλωση γάστρας και χειμερινές διαδρομές στον Βόρειο Ατλαντικό.
E: Απαιτεί αντοχή σε κρούση σε -40 μοίρες ; ο υψηλότερος βαθμός σκληρότητας, που απαιτεί πλήρη επεξεργασία χάλυβα και επεξεργασία λεπτών κόκκων-. Κατάλληλο για πολικά-πλοία και δομές ενισχυμένες με πάγο.
Υψηλές-Βαθμοί αντοχής (Ισχύς απόδοσης μεγαλύτερη από ή ίση με 315–390 MPa)
Βαθμοί: AH32, DH32, EH32, FH32; AH36, DH36, EH36, FH36; AH40, DH40, EH40, FH40
Οι βαθμοί υψηλών-αντοχών αποτελούνται από ένα πρόθεμα γράμμα ακολουθούμενο από έναν αριθμό. Ο αριθμός δείχνει τον βαθμό αντοχής:
32 → Ελάχιστη αντοχή διαρροής 315 MPa (46 ksi)
36 → Ελάχιστη ισχύς διαρροής 355 MPa (51 ksi) - Συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα
40 → Ελάχιστη ισχύς διαρροής 390 MPa (57 ksi) - Χρησιμοποιείται για εξαιρετικά-πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων και εξαιρετικά-μεγάλες μεταφορές μεταλλεύματος
|
Πρόθεμα |
Θερμοκρασία δοκιμής κρούσης |
Βασική Έννοια |
Τυπικές Εφαρμογές |
|
A |
0 μοίρες (32 βαθμοί F) |
Χαμηλότερη απαίτηση σκληρότητας. κατάλληλο για εύκρατα/τροπικά νερά |
Συμβατικά εμπορικά πλοία, ποταμόπλοια |
|
D |
-20 μοίρες (-4 βαθμοί F) |
Μέτρια σκληρότητα; κατάλληλο για κρύες θάλασσες του χειμώνα |
Χειμερινές διαδρομές στο βόρειο ημισφαίριο, Βόρεια Θάλασσα |
|
E |
-40 μοίρες (-40 βαθμοί F) |
Υψηλή σκληρότητα? κατάλληλο για -κατηγορία πάγου / πολικά περιβάλλοντα |
Πολικά παγοθραυστικά, αρκτικά πλοία μεταφοράς LNG |
|
F |
-60 μοίρες (-76 βαθμοί F) |
Υψηλότερος βαθμός σκληρότητας. χρήση ειδικού-σκοπού |
Πλατφόρμες γεωτρήσεων στην Αρκτική, παγοθραυστικά-με πυρηνική ενέργεια (πολύ σπάνια) |
Απόδοση και χαρακτηριστικά χαλύβδινων πλακών ASTM A131
Οι χαλύβδινες πλάκες ASTM A131 πληρούν τις απαιτήσεις φέρουσας-φόρτωσης των κατασκευών πλοίων σε μια ποικιλία θαλάσσιων περιβαλλοντικών συνθηκών.
Αυτός ο τύπος δομικής χαλύβδινης πλάκας πλοίου δεν είναι επιρρεπής σε εύθραυστη θραύση, γεγονός που μπορεί να εξασφαλίσει την ασφάλεια του πλοίου σε σκληρά περιβάλλοντα.
Τα πλοία πρέπει να εκτίθενται στο θαλασσινό νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα, επομένως οι απαιτήσεις αντοχής στη διάβρωση είναι υψηλές. Η χαλύβδινη πλάκα ASTM A131 έχει καλή αντοχή στη διάβρωση.
Η χαλύβδινη πλάκα ASTM A131 Marine συγκολλάται εύκολα και δεν είναι εύκολο να σπάσει τα ελαττώματα μετά τη συγκόλληση, γεγονός που μπορεί να εξασφαλίσει αποτελεσματικά την ασφάλεια και την αξιοπιστία της δομής του κύτους.
Ισοδύναμα Νηογνωμόνων & Διπλή Πιστοποίηση
|
Βαθμός ASTM A131 |
Ισοδύναμο ABS |
Ισοδύναμο DNV |
Ισοδύναμο LR |
Ισοδύναμο BV |
ClassNK Ισοδύναμο |
|
Βαθμός Α |
ABS Βαθμός Α |
NV A |
LR A |
BV A |
ΚΑ |
|
Β τάξη |
ABS Βαθμός Β |
NV B |
LR B |
BV B |
KB |
|
Βαθμός Δ |
ABS Βαθμός Δ |
NV D |
LR D |
BV D |
KD |
|
Βαθμός Ε |
ABS Βαθμός Ε |
NV E |
LR E |
BV E |
ΚΕ |
|
AH32 |
ABS AH32 |
NV A32 |
LR AH32 |
BV AH32 |
ΚΑ32 |
|
DH32 |
ABS DH32 |
NV D32 |
LR DH32 |
BV DH32 |
KD32 |
|
EH32 |
ABS EH32 |
NV E32 |
LR EH32 |
BV EH32 |
ΚΕ32 |
|
AH36 |
ABS AH36 |
NV A36 |
LR AH36 |
BV AH36 |
ΚΑ36 |
|
DH36 |
ABS DH36 |
NV D36 |
LR DH36 |
BV DH36 |
KD36 |
|
EH36 |
ABS EH36 |
NV E36 |
LR EH36 |
BV EH36 |
ΚΕ36 |
|
FH36 |
ABS FH36 |
NV F36 |
LR FH36 |
BV FH36 |
KF36 |
Μηχανική και Συγκόλληση
Επιλογή υλικού συγκόλλησης: Οι υψηλότεροι βαθμοί αντοχής απαιτούν ταιριαστά υλικά συγκόλλησης. Τα AH36 και DH36 χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια AWS A5.1 E7016 ή E7018 (αντοχή εφελκυσμού 70 ksi). Τα EH36 και FH36 έχουν αναβαθμιστεί σε E8016-G ή E9016-G (αντοχή εφελκυσμού 80–90 ksi) για να διατηρηθεί η αντιστοίχιση αντοχής στις αρθρώσεις. Σύμφωνα με τους κανόνες του νηογνώμονα, μπορεί να επιτρέπονται αναλώσιμα συγκόλλησης χαμηλότερης ποιότητας για συγκεκριμένους αρμούς, αλλά απαιτείται τεχνική αιτιολόγηση.
Post-Weld Heat Treatment (PWHT): Generally not required for hull outer plate thicknesses. Exception: Heavy-duty structural joints on offshore platforms (>50 mm) ενδέχεται να απαιτούν ανακούφιση από την πίεση σύμφωνα με τις προδιαγραφές του έργου.
Εφαρμογές
Η πλάκα χάλυβα ASTM A131 Marine χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα της κατασκευής πλοίων, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής κρουαζιερόπλοιων, πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, πλοίων μεταφοράς χύδην φορτίου και άλλων μεγάλων πλοίων.
Υπηρεσίες Κατασκευής της SYNERGIA
Μπορούν να εκπληρωθούν θερμή έλαση, κανονικοποίηση και άλλες προϋποθέσεις παράδοσης.
Οι χαλύβδινες πλάκες ASTM A131 μπορούν να κοπούν και να συγκολληθούν με ακρίβεια σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη.
Μπορούμε να επεξεργαστούμε τη δομή του κύτους σύμφωνα με τις απαιτήσεις των πελατών και τα σχέδια.
Περίληψη
Η χαλύβδινη πλάκα ASTM A131 είναι ένας σημαντικός χάλυβας για την κατασκευή πλοίων. Για να εξοικονομήσετε χρόνο και χρήμα, μπορούμε να παρέχουμε-υπηρεσίες προμήθειας χαλύβδινων πλακών και επεξεργασίας δομής κύτους. Συμβουλευτείτε τώρα και αφήστε τη SYNERGIA να σας βοηθήσει να προχωρήσετε αποτελεσματικά το έργο σας.
FAQ
Ε: Μπορεί το A131 Grade B να χρησιμοποιηθεί για ολόκληρο το κύτος ενός παράκτιου φορτηγού πλοίου;
Α: Ναι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πλοία κάτω των 90 μέτρων που λειτουργούν σε εύκρατα κλίματα. Ωστόσο, το Lloyd's Register και το ABS συνιστούν τη χρήση υψηλότερων βαθμών αντοχής (AH32/AH36) για τα τμήματα καταστρώματος και κάτω κύτους πλοίων άνω των 70 μέτρων για μείωση του βάρους της χαλύβδινης κατασκευής και βελτίωση της σταθερότητας. Το πρόσθετο κόστος του AH36 συνήθως ανακτάται μέσω της μειωμένης κατανάλωσης καυσίμου κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του σκάφους.
Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ TMCP και κανονικοποιημένων χαλύβδινων πλακών A131;
A: TMCP (Thermomechanically Controlled Process) steel plates achieve strength through controlled rolling and accelerated cooling, resulting in a fine-grained microstructure and a lower carbon equivalent. Normalized steel plates rely on post-rolling heat treatment. TMCP offers superior weldability (lower preheating, reduced PWHT) and is the default choice in modern shipbuilding. Normalized steel plates are preferred for extremely thick sections (>60 mm) όπου η επίτευξη ομοιομορφίας TMCP είναι δύσκολη.
Ε: Ποιες ανοχές πάχους πρέπει να προσδιορίζονται;
Α: Το ASTM A6/A6M ορίζει τυπικές ανοχές πάχους. Για επιμετάλλωση γάστρας, προσδιορίστε"ASTM A6 Πίνακας A1.1, Βαθμός A"για πιο αυστηρό έλεγχο (±0,3 mm για πλάκες 10–15 mm) ή"Β τάξη"τυπικές ανοχές (±0,4 mm). Οι αυστηρότερες ανοχές μειώνουν τον χρόνο ευθυγράμμισης κατά τη συναρμολόγηση του τμήματος, αλλά αυξάνουν το κόστος της πλάκας κατά 2–3%.
Ε: Είναι ο χάλυβας A131 ανθεκτικός στη διάβρωση-;
Α: Όχι, δεν είναι-ανθεκτικό στη διάβρωση. Το A131 δεν είναι ανθεκτικός στη διάβρωση χάλυβας (CRS). Για περιοχές που υπόκεινται σε σοβαρή διάβρωση, όπως δεξαμενές έρματος και αμπάρια φορτίου, καθορίστε τις χαλύβδινες πλάκες A131 με πρόσθετες απαιτήσεις σύμφωνα με το IMO PSPC (Κριτήρια απόδοσης προστατευτικής επίστρωσης) ή αναβαθμίστε σε βαθμό A131-CR (ανθεκτικό στη διάβρωση) όταν είναι διαθέσιμο. Τα συστήματα καθοδικής προστασίας και επίστρωσης παραμένουν κρίσιμα για τη διάρκεια ζωής της γάστρας.
Χημική Σύνθεση
|
Στοιχείο |
Χημική Σύνθεση (ανάλυση θερμότητας), % max εκτός εάν ορίζεται διαφορετικά |
|||
|
Βαθμός Α |
Β τάξη |
Βαθμός Δ |
Βαθμός Ε |
|
|
Αποξείδωση και πάχος (t), in. [mm] |
||||
|
Killed or Semi-Killedt Λιγότερο ή ίσο με 2,0 ίντσες [50 mm]Killedt > 2,0 in. [50 mm] |
Killed or Semi-Killedt Λιγότερο ή ίσο με 2,0 ίντσες [50 mm]Killedt > 2,0 in. [50 mm] |
Killed, Fine Grain Practiceᵇ |
Killed, Fine Grain Practiceᵇ |
|
|
C |
0.21ᶜ |
0.21 |
0.21 |
0.18 |
|
Mn, min |
2.5 × C |
0.6 |
0.6 |
0.7 |
|
Σι |
0.5 |
0.35 |
0.10–0.35ᵈ |
0.10–0.35ᵈ |
|
P |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
|
S |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
|
Ni |
E |
E |
E |
E |
|
Cr |
E |
E |
E |
E |
|
Μο |
E |
E |
E |
E |
|
Cu |
E |
E |
E |
E |
|
C + Mn/6 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
A Τα στοιχεία που προστέθηκαν σκόπιμα πρέπει να καθοριστούν και να αναφερθούν.
Ο χάλυβας Β κατηγορίας D άνω του 1,0 σε. 25 mm και ο χάλυβας κατηγορίας Ε πρέπει να περιέχουν τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία εξευγενισμού κόκκων σε επαρκή ποσότητα ώστε να ανταποκρίνεται στην πρακτική των λεπτών κόκκων
απαιτήσεις (βλ. Ενότητα 7).
Η μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα CA 0,23 % είναι αποδεκτή για σχήματα και ράβδους βαθμού Α.
P Όταν η περιεκτικότητα σε διαλυτό σε οξύ αλουμίνιο δεν είναι μικρότερη από 0.015 9, δεν ισχύει η ελάχιστη απαιτούμενη περιεκτικότητα σε πυρίτιο.
E Τα περιεχόμενα σε νικέλιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο και χαλκό πρέπει να προσδιορίζονται και να αναφέρονται. Όταν το ποσό δεν υπερβαίνει το 0.02 9%, αυτά τα στοιχεία ενδέχεται να αναφέρονται ως μικρότερα ή ίσα με 0,02 %
|
Στοιχείο |
Βαθμοί AH/DH/EH32, AH/DH/EH36 και AH/DH/EH40 |
Βαθμοί FH32/36/40 |
|
Killed, Fine Grain Practiceᵇ |
Killed, Fine Grain Practiceᵇ |
|
|
C |
0.18 |
0.16 |
|
Mn |
0.90 - 1.60 |
0.90 - 1.60 |
|
Σι |
0.10 - 0.50ᶜ |
0.10 - 0.50ᶜ |
|
P |
0.035 |
0.025 |
|
S |
0.035 |
0.025 |
|
Al (διαλυτό σε οξύ), min π.χ |
0.015 |
0.015 |
|
Cb (Nb)f, g |
0.02 - 0.05 |
0.02 - 0.05 |
|
Vg |
0.05 - 0.10 |
0.05 - 0.10 |
|
Ti |
0.02 |
0.02 |
|
Cu |
0.35 |
0.35 |
|
Cr |
0.25 |
0.25 |
|
Ni |
0.4 |
0.8 |
|
Μο |
0.08 |
0.08 |
|
Caᶠ |
0.005 |
0.005 |
|
N |
... |
0.009ᶠ |
A Τα περιεχόμενα οποιουδήποτε άλλου στοιχείου που προστίθεται σκόπιμα πρέπει να προσδιορίζονται και να αναφέρονται
B Ο χάλυβας πρέπει να περιέχει τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία εξευγενισμού κόκκων σε επαρκή ποσότητα ώστε να ανταποκρίνεται στην απαίτηση πρακτικής λεπτών κόκκων (βλ. Ενότητα 7).
C Βαθμού AH 0,5 in.[12,5 mm] και κάτω σε πάχος μπορεί
ελάχιστη περιεκτικότητα σε μαγγάνιο 0,70 %.
Αν η περιεκτικότητα σε διαλυτό αλουμίνιο δεν είναι μικρότερη από 0.015 9, δεν ισχύει η ελάχιστη απαιτούμενη περιεκτικότητα σε πυρίτιο.
E Η συνολική περιεκτικότητα σε αλουμίνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί της περιεκτικότητας σε διαλυτό οξύ, σύμφωνα με το 7.1.
F Το Columbium και το niobium θεωρούνται εναλλάξιμα ονόματα για το ίδιο στοιχείο και και τα δύο ονόματα είναι αποδεκτά για χρήση στα πρότυπα A01.
G Η υποδεικνυόμενη ποσότητα αλουμινίου, κολομβίου (νιοβίου) και βαναδίου ισχύει εάν οποιοδήποτε τέτοιο στοιχείο χρησιμοποιείται μεμονωμένα. συγχωνευμένα σε συνδυασμό, θα ισχύει το ελάχιστο περιεχόμενο στα σημεία 7.2.2 και 7.2.3, κατά περίπτωση.
H 0,012 εάν υπάρχει αλουμίνιο.
I Αυτό το στοιχείο δεν χρειάζεται να αναφέρεται στο φύλλο μύλου εκτός εάν προστεθεί σκόπιμα
Μηχανική Ιδιότητα
|
Βαθμός |
Αντοχή εφελκυσμού, ksi [MPa] |
Σημείο απόδοσης, min, ksi [MPa] |
Πάχος σε. [mm] Υπέρβαση |
Πάχος σε. [mm] Δεν υπερβαίνει |
Επιμήκυνση σε 8 ίντσες [200 mm], min, % |
Επιμήκυνση σε 2 ίντσες [50 mm], min, % |
|
Συνήθης αντοχή: |
||||||
|
A, B, D, E |
58 έως 75 [400 έως 520]C |
34 [235] |
0.20 [5] |
0.20 [5] |
14 |
22 |
|
0.40 [10] |
0.40 [10] |
16 |
22 |
|||
|
0.60 [15] |
0.60 [15] |
17 |
22 |
|||
|
0.80 [20] |
0.80 [20] |
18 |
22 |
|||
|
1.0 [25] |
1.0 [25] |
19 |
22 |
|||
|
1.2 [30] |
1.2 [30] |
20 |
22 |
|||
|
1.6 [40] |
1.6 [40] |
21 |
22 |
|||
|
1.6 [40] |
2.0 [50] |
22 |
22 |
|||
|
Υψηλότερη αντοχή: |
||||||
|
AH32, DH32, EH32, FH32 |
64 έως 85 [440 έως 590] |
46 [315] |
0.20 [5] |
0.20 [5] |
14 |
20 |
|
0.40 [10] |
0.40 [10] |
16 |
20 |
|||
|
0.60 [15] |
0.60 [15] |
17 |
20 |
|||
|
0.80 [20] |
0.80 [20] |
18 |
20 |
|||
|
1.0 [25] |
1.0 [25] |
19 |
20 |
|||
|
1.2 [30] |
1.2 [30] |
20 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
1.6 [40] |
21 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
2.0 [50] |
22 |
20 |
|||
|
AH36, DH36, EH36, FH36 |
71 έως 90 [490 έως 620] |
51 [355] |
0.20 [5] |
0.20 [5] |
13 |
20 |
|
0.40 [10] |
0.40 [10] |
15 |
20 |
|||
|
0.60 [15] |
0.60 [15] |
16 |
20 |
|||
|
0.80 [20] |
0.80 [20] |
17 |
20 |
|||
|
1.0 [25] |
1.0 [25] |
18 |
20 |
|||
|
1.2 [30] |
1.2 [30] |
19 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
1.6 [40] |
20 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
2.0 [50] |
21 |
20 |
|||
|
AH40, DH40, EH40, FH40 |
74 έως 94 [510 έως 650] |
57 [390] |
0.20 [5] |
0.20 [5] |
12 |
20 |
|
0.40 [10] |
0.40 [10] |
14 |
20 |
|||
|
0.60 [15] |
0.60 [15] |
15 |
20 |
|||
|
0.80 [20] |
0.80 [20] |
16 |
20 |
|||
|
1.0 [25] |
1.0 [25] |
17 |
20 |
|||
|
1.2 [30] |
1.2 [30] |
18 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
1.6 [40] |
19 |
20 |
|||
|
1.6 [40] |
2.0 [50] |
20 |
20 |
|||