船海工程 2005年第4期(总第167期)
文章编号 167127953(2005)04203254
船厂双相不锈钢质量控制
王绪明
武汉南华高速船舶工程股份有限公司 武汉 4300
摘 要 通过对双相不锈钢的各项性能分析,结合船厂的生产实际情况,得出了双相不锈钢在造船中的管理要点、难点,并给出了双相不锈钢在造船生产中的质量控制方案。
关键词 双相不锈钢 造船 质量控制中图分类号 U673.2 文献标识码 C
Qualitycontrolofthedoubleduplexstainlesssteelinshipbuilding
WANGXu2mingWuhanNanhuaHigh2speedShipEngineeringCo.Ltd Wuhan 4300
Abstract Throughanalyzingvariouspropertiesoftheduplexstainlesssteel,thispaperdiscussesaboutthekeypointsofqualitycontrolofduplexstainlesssteelinshipbuildinginlightoftheactualproductioncondition.Areasonablequalitycontrolschemeofduplexstainlesssteelisproposed.
Keywords duplexstainlesssteel shipbuilding qualitycontrol
目前,国际市场化学品船需求量比较大,这种
船舶绝大多数由国外造船厂建造。这是由于货舱的材料是双相不锈钢,我国船厂对双相不锈钢缺乏认识和加工工艺经验。因此,在船厂对双相不锈钢进行质量控制是建造化学品船的关键。
表2 00Cr22Ni5Mo3NDIN1.4462室温力学性能产品规格/mmσ硬度b/MPaσy/MPaδ5/%<20棒材壁厚≤20≥680≥450≥25HRC≈20管材毛坯厚≤200680/680>450>25HV≈260
锻件680/680>410>25HV≈260
1 双相不锈钢的性能
双相不锈钢从字面上可以理解为某一钢材的
显微组织具有两相,它们是铁素体和奥氏体,双相不锈钢一般可分为4类,见表1。
表1 双相不锈钢分类
类别
低合金型中合金型高合金型超级双相不锈钢型
代表牌号
UNSS32304、DIN1.4362(00Cr23Ni4N0.1) UNSS31803、DIN1.44621(00Cr22Ni5Mo3N0.15)UNSS325501(00Cr25Ni6Mo3Cu2N0.2)
UNSS32750、DIN1.4410(00Cr25Ni7Mo3.7N0.3)
1.1 力学性能
以00Cr22Ni5Mo3NDIN1.4462为例,简述双相
不锈钢的性能特点(注:DIN为德国工业标准),见表1,其中αK≥150。
收稿日期 2005205213
作者简介 王绪明(1965-),男,硕士,高级工程师
高性能船舶常用的不锈钢尾轴材料———奥氏
体不锈钢(如316LN)的力学性能为
抗拉强度σb=600MPa;屈服强度σy=290MPa。1.2 腐蚀
1)耐点蚀性能。点蚀是双相不锈钢最有害的腐蚀形态之一,蚀孔往往又是应力腐蚀裂纹和腐蚀疲劳裂纹的起始部位。
为了描述合金元素数量与腐蚀性能之间关系,常用抗点腐蚀当量来描述抗点腐蚀能力。
抗点腐蚀当量Pre=%Cr+3.3%Mo+16%N;DIN1.4462的抗点腐蚀当量Pre=35;
奥氏体不锈钢316LN抗点腐蚀当量Pre=26。2)耐缝隙腐蚀性能。缝隙腐蚀是在腐蚀介质中,金属和金属或非金属表面间构成的非常狭窄的缝隙内产生的一种局部腐蚀现象。
点蚀和缝隙腐蚀的共同机理是腐蚀区产生“闭塞电池腐蚀”作用所致,但各自的具体原因并不相同。
点蚀的形成主要是由于材料表面钝化膜的局
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船厂双相不锈钢质量控制———王绪明
部破坏所引起的。除提高材料的抗点腐蚀当量,介质中Cl-浓度越低,材料越均匀(减少夹杂物和晶界析出物),提高钝化膜的稳定性都能提高材料的耐点蚀性能。
缝隙腐蚀常发生在垫圈、铆接、螺钉连接缝、搭接的焊接接头、阀座、堆积的金属片间等处。由于连接处的缝隙被腐蚀产生覆灭盖以及介质扩散受到等原因,该处的介质成分和浓度与整体有很大差别,形成了“闭塞电池腐蚀”的作用。和点蚀形成机理有差异之点于缝隙腐蚀主要是由介质的电化学不均匀性引起的。
304L和316L型奥氏体不锈钢在海水中均有缝隙腐蚀倾向,若使用增加了铬、钼等改善抗缝隙腐蚀能力元素的双相不锈钢,就能有效防止缝隙腐蚀的发生,另外,改善运行条件,改变介质成分和结构形成也是防止缝隙腐蚀的重要措施。
双相不锈钢DIN1.4462的屈服强度约是普通不锈钢的2倍,可以节约用材。
在抗腐蚀性能方面,特别是在介质环境比较不断恶劣(如Cl-含量较高)的条件下,双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀性能明显优于通常的Cr-Ni及Cr-Ni-Mo奥氏体不锈钢。
形冷加工后推荐进行快冷退火。切削加工时,切
削速度较316类型不锈钢降低20%。双相不锈钢钢材通常由供应商采用机加工。2.2 焊接时的工艺要求
1)为保证相比例,使焊缝具有适当的机械性能和防腐蚀性能,在焊接时应保证:
(1)使用Ni含量稍高,其它成份与双相钢相当的焊接材料;
(2)热输入要符合标准:
热输入=
U・I,范围0.7～3.0kJ/mm。
1000V
(3)层间温度<150℃;(4)不采用没有坡口的接口;(5)点焊长度在75～100mm;
(6)注意防止飞溅溅到钢板上(飞溅中铁素体含量很高,易于开裂和遭到腐蚀)。
2)终止弧坑必须磨掉(因为点蚀常始于终止弧坑),焊缝要圆滑过渡,焊缝要连续、包角。
3)焊材要烘焙,焊接区焊前要清洁。
4)埋弧焊必须采用起弧/收弧板。2.3 防止双相不锈钢钝化膜被破坏或污染
2 建造工艺及质量管理
对化学品船舶而言,双相不锈钢材料如果在储运过程中把表面的钝化膜破坏,或者焊接和热
加工时存在缺陷、夹杂等不均一性而使钝化膜较为脆弱,这些都会使双相钢在特定的腐蚀性溶液中被破坏部分成为活化的阳极,从而产生点蚀。通常由于货物是液态,在货舱里的螺帽垫片和底面的接触性过渡面,搭接缝,表面沉积物、焊缝不圆滑过渡等开缄的缝隙都会积存少量溶液,且没有空气而不能钝化,加之清洗后残留的Cl-极易产生缝隙腐蚀。
因此,建造双相不锈钢化学品船舶时,如果不认真管理,不去全程控制质量,则非常容易造成货舱的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能降低。以往双相不锈钢船舶运行一段时间后所发生的腐蚀也证明了这一点。
具体而言,应从以下几个方面加以注意。2.1 冷加工
由于防止钝化膜被破坏或污染涉及到从购买
双相不锈钢开始一直到建成船舶后的整个过程。参与人员多,质量管理非常难。需要从双相不锈钢的运输、存放、加工、下料、焊接时的保护,焊接人员及其他参加双相不锈钢加工人员的规范操作等方面进行严格控制,要求如下。
1)运输、贮存应严格与碳钢分开。2)表面避免碰撞或磨擦损伤。
3)不得与碳钢混用加工和打磨工具,焊工要用不锈钢的焊渣锤、刷子。
4)焊接时要用硬纸板和灰桨保护双相不锈钢非焊接部位。
5)焊接设备与双相不锈钢接触时,若接触部位是碳钢,则要用对双相不锈钢无污染的材料隔开,如埋弧焊轨道。
6)焊工焊接前要戴无碳钢污染的专用脚套,焊完后把焊接区打扫干净。
7)焊接区域必须与碳钢焊接区域分开。
3 结束语
要控制和提高造船中双相不锈钢的建造质量是个很繁杂的问题,涉及面广、环节又多。加之造
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因DIN1.4462有较高的屈服强度,与奥氏体
不锈钢相比,深冲、拉延、旋压操作更为困难,大变
船海工程 2005年第4期(总第167期)
文章编号 167127953(2005)04203256
1600kW斗轮挖泥船水下泥泵组
船台安装可行性分析
王建设1 曹 南2
1.长江航道局 武汉 430010 2.武昌造船厂 武汉 4300
摘 要 介绍斗轮挖泥船水下泥泵组基本结构、分析定位安装的可行性,在水下泥泵组中采用设备及管路的预装、环氧树脂垫片及激光经纬仪等工艺安装方案。
关键词 挖泥船 水下泥泵组 设备 安装中图分类号 U616+.21 文献标识码 AFeasibilityanalysisofinstallingthesubmergeddredgepumpset
onthebuildingberth
WANGJian2she1 CAONan2
1.ChangJiangWaterwayBureau Wuhan 430010 2.WuchangShipyard Wuhan 4300
Abstract Thispaperintroducesthecharacteristicsofthesubmergeddredgepumpsetofthe1600kWbucketwheeldredger,analyzesthefeasibilityoffixinginstallationofthepumpsetonthebuildingberth,anddiscussesaboutthetechno2logicalplanofinstallation.
Keywords dredger submergeddredgepumpset equipmentinstall
1600kW斗轮挖泥船是由长江航道局主持开发、708所设计、武昌造船厂首次承建的国内具有
高技术含量、新型高效挖泥船,设置有水下泥泵组和舱内泥泵组各1组,吸入由旋转斗轮不断挖掘出的碎泥块及泥沙浆,并经船尾泥管排出。水下泥泵是本船十分重要的设备,为了适应不同排距的工况,可单独作业也可和舱内泥泵可串联运行。
1 水下泥泵的布置
本船水下泥泵布置在斗轮架上的前部、斗轮的后面,与国产常规绞吸式挖泥船相比大大地降低了泥泵的吸程,吸入能力增强,提高了泥浆的浓度,增大挖掘深度,大幅度地提高了生产效率。驱动水下泥泵的柴油机布置在机舱首部的升高平台上,水下泥泵柴油机通过高弹性联轴节、离合器、输入轴、齿轮箱、输出轴、以及挠性联轴器来驱动水下泥泵,见图1。
收稿日期 2005205227
作者简介 王建设(1955-),男,学士,高级工程师
船现场异种金属材料混杂,加工设备、装置、工具绝大多数又是碳钢制成。若质量控制不严,生产人员不重视质量管理的重要性,将会留下事故隐患。现在我国造船厂质量管理模式归结为下述两种方式。
(自1)质量管理方式从“操作者的质量管理”
(互检)到检)“、工长的质量管理”“检验员的质量
(专检)。管理”
2)利用数理统计原理对过程能力进行控制56
和管理,关注产品和生产过程。
如果采用第1种方式。在双相不锈钢制造时将会忽视很多重要的环节,如运输、加工、防污染等方面。而这些环节就会造成货舱区耐腐蚀性能降低,减少化学品船使用寿命。基于这些,应该采取第2种方式,并要突出全员参与、过程管理。
在建造双相不锈钢化学品船时,质量控制的关键是“过程”和“全员”。所以在进行双相不锈钢船舶建造时,既是个技术问题,更是个管理问题。
