[發明專利]一種高Nb原油船貨輪艙底板用耐蝕鋼

有效

• 申請號: 201310445711.5
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103469101A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王學敏;尚成嘉;徐翔宇;田龍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/58;C21D8/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及一種原油船貨輪艙用耐蝕鋼，尤其作為貨輪艙底板用鋼材時，能夠降低底板處的局部腐蝕。???

背景技術

在油輪船艙底部的污水中有大量的氯離子，在底板上殘留的原油在表面形成一層保護膜，保護著底板不受腐蝕。油膜上有一些污泥，其中含有大量的單質硫。經實驗發現，油膜的防腐效果跟涂層的效果一樣。底板的點腐蝕發生在油膜的破損處，而這些破損部分來自于原油的沖洗。在油膜破損處，底板暴露在嚴重的腐蝕環境中，形成了腐蝕原電池。破損處作為陽極，油膜覆蓋下的鋼作為陰極,?如圖1。

陽極反應：Fe?→?Fe²⁺?+?2e^-

陰極反應：O^2?+?2H₂O?+4e^-?→?4OH^-

污泥中的硫元素是從上甲板脫落下來的，在腐蝕中，通過反應：S?+?2H₂O?→H₂S?+?2OH^-?加速點腐蝕的產生。

局部腐蝕腐蝕所處的環境不同于周圍的環境。特別是pH值為理解此局部腐蝕最基本最重要的參數。腐蝕坑內的pH值非常的低，范圍為1.5~2，?而腐蝕坑臨近環境的pH值范圍為5~10，處于中性或弱堿性環境。

目前使用的防腐措施主要為涂裝和電化學防腐，可是由于原油船的涂布面積龐大，而且約10年就需要重新涂布一次，其花費的成本很大，另外，在貨輪艙底板環境下，涂布的厚涂層反而促進了涂膜損傷部分的腐蝕。此外，在地板上定期地實施檢查，對于點腐蝕深度大的部分通過堆焊進行修補，但問題是維護成本過高。2010年國際海事組織第87次海上安全委員會通過了《原油船貨油艙替代圖層防腐措施性能標準》，此標準具有強制性，是油船貨油艙涂層的唯一替代方案。因此，開發一種符合標準的耐蝕鋼很有必要的。

發明內容

本發明的目的在于開發一種作為貨輪艙底板用鋼材時，能夠降低底板處的局部腐蝕，其年腐蝕速率符合《原油船貨油艙替代圖層防腐措施性能標準》的高Nb原油船貨輪艙底板用耐蝕鋼。

本發明的技術方案是：一種高Nb原油船貨輪艙底板用耐蝕鋼，該耐蝕鋼的各組分以質量百分比計，含有Nb：0.04~0.2%、C：0.01~0.2%、Mn：0.05~2%，Si：0.05~1%、P：0.01%以下、S：0.01%以下、Ni：0.01~0.6%、Cu：0.05~0.8%，Al：0.1%以下，Ti：0.015%以下、Cr：0.2%以下、Mo：0.002~0.4%及W：0.01~0.5%中的一種或兩種，余量由Fe和不可避免的雜質構成。

進一步，該耐蝕鋼的各組分以質量百分比計，含有Nb：0.06~0.2%、C：0.05~0.2%、Mn：0.05~2%，Si：0.05~1%、P：0.01%以下、S：0.01%以下、Ni：0.01~0.6%、Cu：0.05~0.8%，Al：0.1%以下，Ti：0.015%以下、Cr：0.2%以下、Mo：0.002~0.4%及W：0.01~0.5%中的一種或兩種，余量由Fe和不可避免的雜質構成。

進一步該耐蝕鋼的組分還包含有Cr：0.2%以下。

?

對于熱軋條件，做為耐蝕鋼雖然沒有特別限定的條件，但是從作為原油船貨輪艙底板用鋼材所要求的機械性能的角度考慮，需要選擇設定的熱軋溫度及壓下比。熱軋后，根據所需的機械性能控制冷卻速度。本發明中涉及的A32級船板鋼，所采用的TMCP工藝為：加熱到1200℃，保溫一小時后，在1100℃開軋，終軋溫度850℃，總壓下量為85%，而后空冷。

對于如上限定的耐蝕鋼成分組成進行說明（以質量百分比計）：

C：C是提高強度的必要元素，隨著C含量的提高，促進了鋼種滲碳體的生成，在腐蝕環境中作為陰極，加速了腐蝕過程。同時，若C含量超過0.2%將導致焊接性能惡化。

Si：Si通常為脫氧的必要元素，為了得到成分的脫氧效果而含有0.01%以上。但是，含量超過1%時，使鋼的韌性降低。優選的范圍為0.05~1%。

Mn：Mn是低成本且具有提高鋼強度的元素，本發明中為了得到所需的強度，需要添加0.05%以上。但是，如果添加了超過2%的Mn元素，會降低鋼的韌性與焊接性能。優選的范圍為0.05~2%。

P：P偏析于晶界，是降低鋼的韌性的有害元素，優選盡可能的少。