[發(fā)明專利]油船貨油艙用耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410633226.5
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104404395A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊利委;朱守欣;周劍;李凱;宋金平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C33/04
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立;艾中蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的一種品種鋼的生產(chǎn)工藝，具體的說是一種油船貨油艙用耐蝕球扁鋼的冶煉工藝。?

背景技術(shù)

近年來，原油運(yùn)輸過程中海損與污染事件時有發(fā)生，對海洋環(huán)境與海洋資源造成了惡劣影響，另外船東也急需降低檢查和維修油船的費(fèi)用來降低營運(yùn)成本，因此油船貨油艙的腐蝕和安全問題受到世界各國的廣泛關(guān)注。?

貨油艙是雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為貨油艙，外層為壓載艙，有資料研究表明貨油艙艙頂與艙底處于兩種不同的腐蝕環(huán)境中，艙頂為均勻腐蝕環(huán)境，艙底與原油相接觸部分為點(diǎn)蝕環(huán)境。貨油艙艙頂腐蝕是隨著晝夜溫差變化在裝載和空載的循環(huán)過程中發(fā)生的，空載時艙頂在晝夜干濕交替循環(huán)的環(huán)境下受到O2和CO2的氧化作用而發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物以鐵銹為主。當(dāng)裝載原油時，原油中的H2S等酸性物質(zhì)會以鐵銹為觸媒在其表面與O2反應(yīng)生成硫磺。這樣在裝載和空載的交替循環(huán)中，艙頂內(nèi)表面就形成了鐵銹和硫磺兩種物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)，隨著時間推移最終脫落至艙底形成油泥，油泥持續(xù)剝落，呈層狀附著，屬于均勻腐蝕。在貨油艙艙底，原油中包含的大量高濃度鹽溶液經(jīng)過分離滯留其上。原油中鹽含量要比海水中的鹽含量低得多，造成腐蝕的并非原油中的鹽分，而是其中的具有腐蝕性的水分。由于鹽溶液濃度不均勻以及油泥移動等的原因，會造成涂層的破損，破損處在高濃度鹽水和硫磺的腐蝕環(huán)境中成為局部腐蝕源，pH值隨著腐蝕過程的進(jìn)行迅速降低，使腐蝕加劇。艙底腐蝕的特點(diǎn)是鋼板大部分表面不發(fā)生腐蝕或腐蝕程度輕微，只有個別的點(diǎn)或微小區(qū)域會出現(xiàn)蝕孔或麻點(diǎn)，并不斷向縱深方向發(fā)展，形成小孔狀腐蝕坑，成為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕處極易產(chǎn)生應(yīng)力和塑性變形，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的破壞，并且點(diǎn)蝕發(fā)生的位置和腐蝕進(jìn)度難以預(yù)測，貨油艙底部的局部腐蝕對貨油艙危害是最大的。?

目前大型油船上貨油艙大部分還是采用傳統(tǒng)的耐蝕性較差的AH32、AH36等級別的鋼板，對這些鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)措施主要采取涂層或緩蝕劑進(jìn)行腐蝕保?護(hù)，涂層的壽命一般在10-15a，與船體的設(shè)計服役期限(一般25a)不匹配，在服役過程中涂層容易受到破壞，在酸性溶液條件下發(fā)生點(diǎn)蝕，點(diǎn)蝕發(fā)展速度甚至超過不經(jīng)涂層防護(hù)的裸鋼，缺陷位置每2.5a就需要點(diǎn)焊維修或者涂層防護(hù)，維護(hù)成本高、難度大。緩蝕劑的使用會顯著降低艙體的全面腐蝕速率，但操作程序繁瑣，防護(hù)成本是涂層的好幾倍，不適合廣泛使用于油船艙體。因此，國內(nèi)外都在研究耐蝕性能更好的裸鋼來替代傳統(tǒng)的防護(hù)措施，目前船板方面這一領(lǐng)域走在前列、技術(shù)較成熟的國家是日本。?

為了防止國外可能形成的壟斷性供應(yīng)或技術(shù)壁壘，2008年我國提出研發(fā)船用耐蝕鋼，2011年，國家科技部將“大型油輪貨油艙用高品質(zhì)耐腐蝕鋼”列入國家科技支撐計劃的重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目，研究高硫、高酸油氣環(huán)境中，低合金鋼材料在H2S、SO2、Cl-和酸性鹽水介質(zhì)，以及上述各種復(fù)雜混合介質(zhì)條件下的腐蝕規(guī)律，開發(fā)耐腐蝕合金成分體系、生產(chǎn)工藝及相關(guān)配套焊接材料，形成油船用耐蝕鋼的腐蝕評價體系與標(biāo)準(zhǔn)，解決油氣開采、輸送和儲運(yùn)過程中的鋼鐵材料腐蝕問題，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的油氣開采與儲運(yùn)用耐腐蝕鋼生產(chǎn)技術(shù)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。到目前為止，油船貨油艙用耐蝕鋼研究項(xiàng)目已經(jīng)取得了階段性研就成果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種新開發(fā)的耐蝕球扁鋼及其冶煉工藝，該鋼種在船級社標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可范圍內(nèi)可以直接裸態(tài)應(yīng)用于油輪貨油艙上的建造，在貨油艙腐蝕環(huán)境下具有優(yōu)良的抗均勻腐蝕和抗局部腐蝕性能，無需涂層保護(hù)，可降低維修費(fèi)用和有效延長船體使用壽命。?

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所述問題由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

一種油船貨油艙用耐蝕鋼，其特征在于按重量百分比計含有：C：0.08～0.12％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.00～1.20％，P：0.015～0.025％，S：≤0.003％，Alt：0.020～0.045％，Ni：0.20～0.30％，Cr：0.10～0.20％，Cu：0.20～0.30％，V：0.03～0.05％，Ti：0.010～0.030％，Sb:0.07～0.10％，還含有N：80～110ppm，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。?

本發(fā)明的耐蝕球扁鋼的化學(xué)成分與船級社標(biāo)準(zhǔn)范圍對照表如表1所示：?

表1?船級社標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計的耐蝕鋼成分控制范圍對照表?

本發(fā)明球扁鋼成分中的C、Si、Mn、Alt的范圍都按照船級社的標(biāo)準(zhǔn)控制，其它元素的控制限制理由如下：?