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文档简介
《冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板》行业标准
(征求意见稿)编制说明
一、工作概况
1、任务来源
本标准依据工业和信息化部《2023年第二批行业标准制修订和外文版项目计划》,项目编号为
2023-0784T-YB,项目名称为“极地海洋工程结构用低温钢板”。本项目是制定项目,主要起草单位:鞍
钢股份有限公司等,计划完成时间为2025年。
本标准符合我国在2020年11月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划
和2035年远景目标的建议》中所提出的,“发展战略新兴产业”,该《建议》提出,加快壮大新材料、
高端装备、海洋装备等产业,同时,提出要深度参与全球海洋治理,参与北极务实合作,建设“冰上丝
绸之路”。尤其是陆地和近海油气资源的枯竭使得北极、南极和外海超深水域成为最后的争夺地,围绕
其展开的科考、勘探、开发和利用呈现出“白热化”局面。受到设计配套能力差、高端材料国产化空白
等关键因素的影响,我国在以极地冰区船型为代表的高技术船舶和深海钻采装备的制造成本、承接订单
量、市场竞争力等方面与日、美、俄等发达国家差距显著。
为打破这一困境,自“十二五”以来。国家出台一系列振兴高端装备制造业的实施计划,将“高技
术船舶与海工装备”列入十大重点支持战略产业,力求快速提升高端装备制造业水平,助推我国“海洋
强国”战略的实施。海洋工程装备及高技术船舶作为“战略新兴产业”重点领域之一,是支撑我国“海
洋强国战略”的重要基础。亟需“面向我国海洋工程装备自主创新、转型升级与高端材料国产化的迫切
需求”,开展立足自主的国产化创新,引领海洋战略性新兴产业快速发展,加快提升我国海洋科技整体
实力。
鞍钢自2003年开展极地海洋装备用耐低温高性能钢的研制开发,在国家部委、钢协的支持下,与
国内科研院校所、船厂、船级社、船东等单位联合开展了极地用钢的关键生产工艺技术研究和产品的实
船应用及产品推广工作。鞍钢于2006年9月,在国内率先通过F级高强及超高强船舶海工用钢的国际
船级社认证,并牵头制定船舶海工结构用钢国家标准(GB/T712),填补我国该领域产品的标准空白。
十余年来,鞍钢研发生产的F级高强、超高强等产品先后应用于首条材料全国产化的破冰船“海冰722”、
全球首座超深水钻井平台“蓝鲸一号”,成功打破国外技术壁垒和产品垄断,促进了该产品生产及工程
化应用等相关技术发展。
从当今国际上冰区船舶及海洋工程结构用钢的生产上看,由于钢板强度等级和厚度规格跨度较大,
产品的交货状态具有多种形式,其中,高强度、中薄规格产品大多采用低碳含量(低碳当量)、微合金
化、控制控冷相结合的生产工艺路线,以TMCP交货状态为主,其低碳含量有利于塑韧性和焊接性的提
高,而微合金元素的加入不但能够起到提高强度、补偿降低碳含量所带来的强度损失;但对于超高强度、
50mm以上的厚规格产品,为保证产品性能均匀和稳定,则以淬火+回火(QT)生产方式交货。此次编制
《冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板》行业标准,参照中国船级社规范及国外各船级社规范、引用国
家基础标准(GB/T712)和俄罗斯标准,使本标准能够满足极地船舶及极区海洋工程装备的设计和建造
要求,促进我国极地环境用海洋装备实物质量稳定提高和达到国际先进水平,推动国内钢铁企业技术进
步,为我国企业加入国际市场竞争创造更有力的条件,该标准水平达到国际先进水平。
2、主要工作过程
起草(草案、调研)阶段:2024年初,鞍钢股份有限公司接到项目任务后,及时与相关单位沟通协调
成立了标准编制组。编制组成员单位对国内外冰区船舶及海洋工程结构用低温钢板技术现状与发展情况
进行全面调研,同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料,进行了大量的研究分析、资料查证工作,结
合国内外冰区船舶及极地海洋工程结构用低温钢板生产情况,产品下游用户对材料的基础性能和应用技
术要求,以及相关冰区船舶及极地海洋工程结构用低温钢板的评价标准等,进行了深入研讨分析,在此
基础上进行本行业标准的编制工作。2024年6~7月,进行了起草标准的调研、问题分析和相关资料收
集等准备工作。2024年10月,完成了标准征求意见稿的起草工作。
征求意见阶段:2025年3月21日,由全国钢标委钢板钢带分委员会秘书处将标准征求意见稿和编
制说明发送到钢板钢带分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见,同时在《钢铁标准网》网
站上公开征求社会意见。截止2025年4月20日,共发函47个单位,收到XX个单位回函,其中XX个
单位提出了XX条意见或建议(见《意见汇总处理表》)
3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作
本标准由鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位共同起草。
主要成员:严玲、朴志民、李广龙、管吉春
所做的工作:朴志民任工作组组长,主持全面协调工作,负责对各阶段标准的审核;严玲、李广
龙、管吉春为本标准主要执笔人,负责本标准的具体起草与编制;严玲、管吉春负责国内外相关技术
文献和资料的收集、分析及资料查证,对产品生产工艺、性能和使用经验进行总结和归纳;严玲、李
广龙、管吉春负责对国内外产品和技术的现状与发展情况进行全面调研,管吉春负责对各方面的意见
及建议进行归纳、整理。主要起草人所承担的标准研究工作:
(1)收集、对比九国船级社规范及相关国外标准,确认为满足要求、确定为现行有效版本;
(2)依托鞍钢高强、超高强钢板的国际船级社认可及生产业绩,对冰区船舶与极地海洋工程结
构用钢板的实物质量(化学成分、力学性能和工艺性能)进行测量、统计、对比和分析;
(3)收集设计、建造单位等对极寒海洋装备用钢板关注的质量指标要求;
(4)编写本标准征求意见稿和标准编制说明、送审稿和审定稿、标准水平对比分析、意见汇总
及处理、实物质量数据的统计与分析;
(5)对标准中主要技术指标确定所需的论证材料和理论研究材料;
(6)完成标准的报批稿;
(7)策划标准宣贯工作,落实宣贯方式及人员,组织编写标准宣贯材料。
二、标准化对象简要情况及标准编制原则
1、标准化对象简要情况
冰区船舶与极地海洋工程结构用低温钢板具有较高的强度、良好的低温韧性以及优良的焊接性能等
特性。近年来收到越来越多的关注,尤其是随着极地、深远海等区域的开发,极地海洋工程用低温钢板
得到了广泛的应用,有很大的市场前景。
冰区船舶、极地平台以及超深水海工装备的低温钢板用量较大。极地环境下服役的海洋工程结构是
认识、开发和利用极地、深远海的关键装备。由于我国在极地海洋工程结构的设计、建造等方面起步较
晚,目前我国冰区船舶与极地海洋工程结构等领域尚未建立专用低温钢板的技术标准,企业订货只能参
照其他国家、其他领域的标准或采用技术协议进行生产。为满足市场需求、代替进口和规范国内生产,
稳定和提高产品实物质量,从国家和企业长远利益考虑,应尽快制定专用低温钢板的标准。该标准有助
于推进冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板产品国产化、市场化,引导国内使用国产低温钢产品。同时,
标准的建立有助于推进冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板的规模化、系列化发展和应用,为冰区船舶
与极地海洋工程结构选材、验收和管理提供依据和指导,促进我国海洋装备用低温钢板成果的快速转化。
2、标准制定的原则
本标准在制定/修订过程中,遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断
完善”的原则,注重标准修订与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合,本着先进性、科学
性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标
准的制定/修订工作。
由于我国冰区船舶与极地海洋工程结构用钢产品标准尚属国内空白,现有标准《船舶及海洋工程用
低温韧性钢》(GB/T37602-2019),针对厚度60mm以下、屈服强度40kg级以下低温钢的强度及韧性
指标进行了规定,但是其最大厚度规格60mm、最高强度等级仅为40kg,远远无法满足极地重载船舶和
极地深水平台的设计使用要求,并且该标准仅对强度和冲击韧性进行了规定,没有针对极地海洋工程结
构用低温钢板使用工况要求提出具体评价指标。
而国外如俄罗斯、乌克兰等,其相关产品已经有实际应用,并有相对完善的标准体系,将脆性和断
裂韧性等评价指标纳入考核指标,而且在不同材料服役温度下进行焊接和断裂韧性评价指标加入极地用
钢评价体系,其指标更加严苛、更符合材料实际服役工况,其标准体系更加适用于极地钢。
因此,本标准中所涉及的产品钢级、质量等级、厚度规格、低温韧性等关键技术指标,起草单位和
主要起草人专程调研了我国多家极地船舶和极区海洋工程装备的设计建造单位,参考了国际船级社规范
(IACS)当中的相应钢级的技术指标,并借鉴了俄罗斯低温钢的国家标准,力求相关产品更加符合冰区
船舶及海工装备的应用服役需求。
本标准主要技术指标参照各国船级社规范要求,最大限度地满足用户需求。在起草过程中,主要按
GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的要求编写。在确定本
标准主要技术指标时,综合考虑生产企业的能力和用户的利益,寻求最大的经济、社会效益,充分体现
了标准在技术上的先进性和合理性。本标准的主要技术特点:
——本标准所规定的极地环境用钢的钢级和牌号与各国船级社规范中的钢级一致,使标准规定的完
整、齐全,形成了系列化;
——本标准所规定牌号的化学成分、基础力学性能等技术指标与各国船级社规范对船舶海工材料体
系的规定相契合;
——生产全过程贯彻精料、精品方针。采用了铁水预脱硫、转炉顶底复合吹炼、炉外钢包精炼、氩
气保护浇注和连铸等工艺措施;生产出板型好、规格齐全的冰区船舶与极地海洋工程结构用耐低温、高
性能钢板;
——不断完善工艺路线和成分设计。充分发挥船板先进的热机械轧制(TMCP)生产工艺技术,实现
了冰区船舶用钢产品的经济性和性能的优越性。
一是满足用户使用需要的原则。力争达到“科学、合理、先进、实用”。二是实践标准供给侧改革
的原则。争取实现行业标准的“及时性”、“先进性”和“市场性”的要求。三是技术创新的原则。在
与国家标准体系协调一致的基础上,在标准结构、内容及主要技术指标等方面进行技术创新,在标准中
充分体现新产品的技术特点。
3、本标准的主要技术特点
(1)根据国标、俄标及各国船级社规范,在行标中规定了冰区船舶与极地海洋工程结构用低温钢
板的牌号及化学成分,方便标准及钢板的使用。
(2)综合国标、俄标及各国船级社规范,在行标中规定了冰区船舶与极地海洋工程结构用低温钢
板的拉伸、冲击性能。并且针对极地服役环境,在厚度超过50mm时钢板必须进行Z向性能检验。
(3)在常规力学性能检验基础上,增加了针对极地服役环境的落锤试验及CTOD性能检验及指标,
对于落锤试验,钢板的试验温度是按照钢板厚度和设计的服役温度确定,有别于GB/T37602。对于CTOD
试验,规定了钢板在设计的服役温度下的CTOD值,数值是按照钢板强度级别、厚度确定,也有别于GB/T
37602。
三、主要内容说明
1、标准名称及适用范围
1.1标准名称
冰区船舶与极地海洋工程结构用钢主要应用于极寒区域航行的各型船舶及北极海域海洋工程装备
具有耐低温、高抗断等性能要求的构件。鉴于冰区船舶用钢在标准上依然空白,本标准也适用于冰区船
舶用钢,参照GB/T712—2022《船舶及海洋工程用结构钢》、GB/T37602—2019《船舶及海洋工程用
低温韧性钢》,标准名称修改为“冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板”。
1.2适用范围
依据国外低温钢生产先进国家的使用情况,以及GB/T37602—2019、俄罗斯船级社规范等相关产
品标准规定的范围,本标准规定了冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板的分类、订货内容、制造工艺、
技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。本标准依据冰区船舶与极地海洋工程结构
用钢板的实际应用情况,确定钢板的厚度规格范围为6mm~150mm。
2、规范性引用文件
本标准的化学分析方法标准、取制样及检试验方法标准、尺寸外形重量及允许偏差标准、表面及
内部质量标准、数值修约标准、包装、标志及质量证明书等基础标准均采用我国现行有效国家标准,
与船舶与海洋工程相关标准,船级社规范保持一致。
3、术语和定义
本标准的与船舶与海洋工程相关标准保持一致,没有需要界定的术语和定义。
4、分类及牌号表示方法
为了区分常规的船舶与海洋工程用钢,本标准在常规船舶与海洋工程用钢牌号后增加代表极地的
汉语拼音首字母表示冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板。
例如:EH40JD,其中,
EH40—高强度级船板的牌号
JD—极地的“极”“地”字的汉语拼音首字母。
钢板的分类按照常规船舶与海洋工程用钢的分类方法,将钢板分为高强度级和超高强度级;对于
超高强度级,根据近年来在低温钢领域使用的常用强度级别,最高屈服强度至690MPa,如表1所示。
表1分类及牌号
分类牌号
AH32JD、DH32JD、EH32JD、FH32JD
高强度级AH36JD、DH36JD、EH36JD、FH36JD
AH40JD、DH40JD、EH40JD、FH40JD
AH420JD、DH420JD、EH420JD、FH420JD
AH460JD、DH460JD、EH460JD、FH460JD
AH500JD、DH500JD、EH500JD、FH500JD
超高强度级
AH550JD、DH550JD、EH550JD、FH550JD
AH620JD、DH620JD、EH620JD、FH620JD
AH690JD、DH690JD、EH690JD、FH690JD
5、订货内容
为规范供需双方订货事宜,更清楚、准确地描述所需钢板情况,避免出现错误。本标准明确了订
货内容。
6、制造工艺
6.1制造方法
6.1.1冶炼方法
钢由转炉或电炉冶炼,并进行炉外精炼,所有钢材应为采用铝脱氧的镇静钢。
6.1.2压缩比
根据俄标以及CCS《极地船舶指南》中对压缩比的要求,本标准也规定了钢板的最小压缩比要求,
规定钢坯和钢锭的最小压缩比为3:1。
6.2交货状态
本标准规定了高强度级钢、超高强度级钢的交货状态,分别符合标准中表2、表4中给出。
7、技术要求
7.1牌号及化学成分
7.1.1高强钢的牌号和化学成分在GB/T712以及各家船级社规定的基础上,参照CCS《极地船舶指
南》中的规定,制定其化学成分。并根据船舶与海洋工程用钢板的常用规定,制定了TMCP交货状态
钢板的碳当量要求。如表2、表3所示。
表2高强度钢牌号及化学成分
交货状化学成分a、b(质量分数)/%
牌号
态CSiMnPSAlsc、dNbdVdTidCuCrNieMoN
AH32JD、DH32JD、
EH32JD
AH36JD、DH36JD、≤≤≤≤≤
—
EH36JDN、NR、0.180.500.90~0.0150.008≥0.02~0.05~≤≤≤0.40≤
AH40JD、DH40JD、TM、QT1.600.0150.050.100.020.350.200.08
EH40JD
FH32JD、FH36JD、≤≤≤≤≤
≤0.009f
FH40JD0.120.400.0100.0050.80
注:N——正火;NR——正火轧制;TM——热机械控制轧制(TMCP);QT——淬火+回火。
a任何有意添加的其他元素,应在质量证明书上注明。
b为达到规定性能,经需方同意,允许化学成分不同于表中要求,但有意添加或限制的化学元素,应在质量证明书上注明。
c可采用总铝(Alt)含量代替酸溶铝(Als)含量,此时,Alt含量应不小于0.020%。
b细化晶粒元素(Al、Nb、V等)可单独或以任一组合形式加入钢中。当单独加入时,其含量应不低于表列值;若混合加入两种或两种以上细化晶粒元素时,则表中对单一元素含量下
限的规定不
适用。铌、钒、钛的含量还应符合:Nb+V+Ti≤0.12%。
e经供需双方协商,可适当提高Ni的含量。
f当F级钢中含铝时,N含量不大于0.012%。
表3以TMCP状态交货的高强度钢的碳当量
碳当量a)、b)(wt%)
牌号
t≤50mm50mm<t≤100mm100mm<t≤150mm
AH32JD、DH32JD、EH32JD、FH32JD≤0.36≤0.380.40
AH36JD、DH36JD、EH36JD、FH36JD≤0.38≤0.400.42
AH40JD、DH40JD、EH40JD、FH40JD≤0.40≤0.420.45
a)碳当量计算公式:Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
b)根据需要,可用焊接裂纹敏感系数Pcm代替碳当量,其值应由供需双方协商确定。Pcm计算公式:Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
7.1.2超高强钢的牌号和化学成分与GB/T712协调一致,满足各家船级社的要求,考虑实际使用过程中对钢板性能的要求,制定了超高强钢不同交货状态
的化学成分及碳当量要求。如表4、表5所示。
表4超高强钢牌号及化学成分
交货化学成分c(wt%)
牌号
状态CSiMnPSCuCraNiNbaVaTiaMoaNAlt
AH420JD、DH420JD
≤0.20≤0.030≤0.025
AH460JD、DH460JDN/NR≤0.601.00~1.70≤0.55≤0.30≤0.80≤0.05≤0.20≤0.05≤0.10≤0.025≥0.020
EH420JD、EH460JD≤0.18≤0.025≤0.020
AH420JD、DH420JD
AH460JD、DH460JD
AH500JD、DH500JD
TM≤0.16≤0.601.00~1.70≤0.025≤0.015≤0.55≤0.50≤2.00b)≤0.05≤0.12≤0.05≤0.50≤0.025≥0.020
AH550JD、DH550JD
AH620JD、DH620JD
AH690JD、DH690JD
表4超高强度级钢牌号及化学成分(续)
交货化学成分c(wt%)
牌号
状态CSiMnPSCuCraNiNbaVaTiaMoaNAlt
EH420JD、FH420JD
EH460JD、FH460JD
EH500JD、FH500JD
TM≤0.14≤0.601.00~1.70≤0.020≤0.010≤0.55≤0.50≤2.00b)≤0.05≤0.12≤0.05≤0.50≤0.025≥0.020
EH550JD、FH550JD
EH620JD、FH620JD
EH690JD、FH690JD
AH420JD、DH420JD
AH460JD、DH460JDQT≤0.18≤0.80≤1.70≤0.025≤0.015≤0.50≤1.50≤2.00b)≤0.06≤0.12≤0.05≤0.70≤0.015≥0.018
AH500JD、DH500JD
AH550JD、DH550JD
AH620JD、DH620JD
AH690JD、DH690JD
EH420JD、FH420JD
EH460JD、FH460JD
EH500JD、FH500JD
≤0.020≤0.010
EH550JD、FH550JD
EH620JD、FH620JD
EH690JD、FH690JD
a除QT钢外,Nb+V+Ti≤0.26%和Mo+Cr≤0.65%
b经供需双方协商,可适当提高Ni的含量
c当硼作为强化钢的淬硬性而有意加入时,硼应不大于0.005%。
表5超高强钢的碳当量
碳当量a,c,d
碳当量b,c,焊接裂纹敏感
Ceq/%
牌号交货状态d性指数c
厚度/mm
CET/%Pcm/%
≤5050<t≤100100<t≤150
N、NR≤0.46≤0.48≤0.52
AH420JD、DH420JD、
TM≤0.43≤0.45≤0.47——
EH420JD、FH420JD
QT≤0.45≤0.47≤0.49
N、NR≤0.50≤0.52≤0.54≤0.25—
AH460JD、DH460JD、
TM≤0.45≤0.47≤0.48≤0.30≤0.23
EH460JD、FH460JD
QT≤0.47≤0.48≤0.50≤0.32≤0.24
AH500JD、DH500JD、TM≤0.46≤0.48≤0.50≤0.32≤0.24
EH500JD、FH500JDQT≤0.48≤0.50≤0.54≤0.34≤0.25
AH550JD、DH550JD、TM≤0.48≤0.50≤0.54≤0.34≤0.25
EH550JD、FH550JDQT≤0.56≤0.60≤0.64≤0.36≤0.28
AH620JD、DH620JD、TM≤0.50≤0.52—≤0.34≤0.26
EH620JD、FH620JDQT≤0.56≤0.60≤0.64≤0.38≤0.30
AH690JD、DH690JD、TM≤0.56——≤0.36≤0.30
EH690JD、FH690JDQT≤0.64≤0.66≤0.70≤0.40≤0.33
a碳当量Ceq计算公式:Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
b根据需要,对于460及以上钢级,供方可采用CET来代替Ceq,且按公式CET=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40进行
计算,其值应符合表5的规定。
c根据需要,对于含碳量不大于0.12%且交货状态为TM或QT的钢,供方可用Pcm代替Ceq或CET,且按公式
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B进行计算,其值应符合表5的规定。
d对于厚度大于100mm的钢板Ceq和CET的上限值可由供需双方协商进行调整。
7.1.3化学成分允许偏差符合GB/T222的规定。
7.3力学性能
7.3.1钢板拉伸和冲击性能指标与GB/T712一致,满足各船级社规范的要求,如表6、表7所示。对
于超高强钢厚度方向性能钢的厚度方向拉伸强度做了规定,应不小于规定最小抗拉强度的80%。
表6高强钢力学性能
拉伸试验a、b夏比(V型缺口)冲击试验c
上屈服强抗拉强度断后伸试验以下厚度(mm)最小冲击吸收能量(KV2)/J
牌号
度(ReH)(Rm)长率(A)温≤50>50~70>70~150
MPaMPa%度℃纵向横向纵向横向纵向横向
AH32JD0
DH32JD-20
≥315450~570≥22312238264631
EH32JD-40
FH32JD-60
AH36JD0
DH36JD-20
≥355490~630≥21342441275034
EH36JD-40
FH36JD-60
AH40JD≥390510~660≥200412746315537
DH40JD-20
EH40JD-40
FH40JD-60
a拉伸试验取横向试样。
b
当屈服现象不明显时,可测量规定塑性延伸强度Rp0.2代替上屈服强度。
c冲击试验只取纵向试样,但供方应保证横向冲击性能。
表7超高强钢力学性能
拉伸试验a、b夏比(V型缺口)冲击试验c
上屈服强度(ReH)抗拉强度(Rm)
断后伸长率(A)冲击吸收能量
牌号MPaMPa试验温度
%J
钢板公称厚度/mm℃
≤50>50~100>100~150≤100>100~150横向纵向纵向横向
AH420JD0
DH420JD520~470~-20
≥420≥390≥365≥19≥21≥42≥28
EH420JD680650-40
FH420JD-60
AH460JD0
DH460JD540~500~-20
≥460≥430≥390≥17≥19≥46≥31
EH460JD720710-40
FH460JD-60
AH500JD0
DH500JD590~540~-20
≥500≥480≥440≥17≥19≥50≥33
EH500JD770720-40
FH500JD-60
AH550JD0
DH550JD640~590~-20
≥550≥530≥490≥16≥18≥55≥37
EH550JD820770-40
FH550JD-60
AH620JD0
DH620JD700~650~-20
≥620≥580≥560≥15≥17≥70≥46
EH620JD890830-40
FH620JD-60
AH690JD0
DH690JD770~710~-20
≥690≥650≥630≥14≥16≥69≥46
EH690JD940900-40
FH690JD-60
a拉伸试验取横向试样。
b
当屈服现象不明显时,可测量规定塑性延伸强度Rp0.2代替上屈服强度。
c冲击试验取横向试样,但供方应保证纵向冲击性能。
7.3.2对小尺寸冲击替代试样进行了规定,根据各船级社的规定,冲击试样可以采用小尺寸冲击试样,
5mm×10mm×55m或7.5mm×10mm×55m小尺寸试样的冲击吸收能量分别为不小于规定值的2/3
和5/6。优先采用大尺寸冲击试样。
7.3.3按照各船级社对冲击试验结果的判定方式,冲击试验结果按一组3个试样的算术平均值进行计
算,允许其中有1个试验值低于规定值,但不应低于规定值的70%。
7.3.4根据冰区船舶与极地海洋工程结构用钢的服役环境,以及CCS《极地船舶指南》的规定,厚度
50mm以上的钢板需进行厚度方向性能检验,并达到Z35的要求。
7.3.5根据冰区船舶与极地海洋工程结构用钢板的使用条件,对钢板的落锤性能有相应的要求。因此
本标准规定:根据需方要求,经供需双方协商,可进行落锤试验。冰区船舶用低温钢板试验温度参照
俄罗斯船级社规范、CCS规范,由钢板的厚度和设计服役温度确定,具体见表8。其他极地海洋结构
用低温钢板的落锤试验温度可在设计温度下进行或协商确定落锤试验温度。在表8规定的温度下试验
后试样应均未断裂,则试验结果判定为合格。
表8落锤试验温度
设计温度/℃
厚度/mm
-20-30-40-50-60
16≤t≤25-25-35-45-55-65
25<t≤30-30-40-50-60-70
30<t≤40-35-45-55-65-75
40<t≤50-40-50-60-70-80
50<t≤70-45-55-65-75-85
70<t≤100-50-60-70-80-90
注:厚度100mm以上钢板可参照100mm厚钢板的试验温度。
7.3.6针对CTOD性能,在型式认可时应测定母材和粗晶热影响区(CGHAZ)的CTOD性能,应至
少进行3个有效CTOD实验。冰区船舶用钢板应测定设计温度下的CTOD性能,母材裂纹尖端张开位
移平均值不低于表9的规定,单值不低于规定最小平均值的70%;焊接接头裂纹尖端张开位移平均值
不低于表10的规定,单值不低于规定最小平均值的50%。CTOD数值根据钢板的厚度和强度等级确
定。其他极地海洋工程用钢板应测定-10℃下的CTOD性能,母材裂纹尖端张开位移平均值不低于
0.2mm,焊接接头裂纹尖端张开位移平均值不低于0.18mm。
表9母材CTOD试验平均值的最小指标
强度等级(要求的最小屈服强度)/MPa
厚度/mm
315355390420460500550620690
≤200.100.100.100.100.150.150.150.200.20
20<t≤300.150.150.150.150.200.200.200.200.25
30<t≤400.150.150.200.200.200.200.250.250.30
40<t≤500.200.200.200.200.250.250.250.250.30
50<t≤700.200.200.250.250.300.300.300.300.35
70<t≤800.250.250.250.300.300.300.300.350.35
80<t≤1000.250.250.300.300.350.350.300.400.40
注:厚度100mm以上钢板可参照100mm厚钢板的指标。
表10焊接接头CTOD试验平均值的最小指标
强度等级(要求的最小屈服强度)/MPa
厚度/mm
315355390420460500550620690
≤200.100.100.100.100.100.150.150.150.20
20<t≤300.100.100.100.150.150.150.150.200.20
30<t≤400.100.100.150.150.150.150.150.200.20
40<t≤500.100.100.150.150.150.150.200.200.25
50<t≤700.150.150.150.200.200.200.250.250.30
70<t≤800.150.150.200.200.200.250.250.300.30
80<t≤1000.150.200.200.200.250.250.300.350.35
注:厚度100mm以上钢板可参照100mm厚钢板的指标。
7.4无损探测
7.4.1对厚度方向性能钢板应逐张进行超声探伤,检测方法按NB/T47013.3的规定。经供需双方协商
并在合同中注明,可采用其他检测方法。
7.4.2根据需方要求,经供需双方协商,可对其他钢板进行超声探伤。
7.5表面质量
根据船级社规范以及现行的船舶海工用钢的标准,规定本标准的表面质量要求及修磨方法。
7.5.1钢板表面不应有气泡、结疤、裂纹、折叠、夹杂和压入氧化铁皮等有害缺陷。钢板不应有目视
可见的分层。
7.5.2钢板的表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈及由于压入氧化铁皮脱落所引起
的不明显的粗糙、压痕及其他局部缺欠,但其深度不应大于钢板厚度的下偏差,并应保证钢板允许的
最小厚度。
7.5.3钢板表面存在有害缺陷时,允许清理,清理处应平滑无棱角,并应保证钢材允许的最小厚度。
7.5.4钢板不应有焊补。
7.6尺寸、外形、重量
本标准对低温钢板尺寸、外形的规定,基于各国船级社对船舶与海洋工程用钢尺寸外形的规定以
及GB/T712的规定来制定。
钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709—2019的规定,厚度允许偏差符合GB/T709
—2019的B类规定,且平均厚度不小于公称厚度。
为了满足特殊的订货需求,本标准规定根据需方要求,并在合同中注明,可供应其他尺寸、外形
及允许偏差的钢板。
8试验方法
8.1化学成分
化学成分测定方法参照GB/T712的规定。
8.2厚度测量
厚度测量方法参照GB/T712规定。
8.3取样位置
8.3.1拉伸试样取样位置参考GB/T712的规定,考虑取圆截面试样时,常用圆截面试样的直径有
10mm、14mm,本标准规定,优先采用直径14mm的试样。
8.3.2冲击试样取样位置参照GB/T712的规定。
8.3.3落锤试样取样位置及取样类型,参照俄罗斯船级社规范以及CCS《极地船舶指南》中,附录8
《极地船用高强度钢》中的规定。
对于落锤试样,当钢板厚度小于40mm时,落锤试样应尽材料的厚度可能制取最大厚度的P1、P2
或P3试样,同时保留一个轧制面;当钢材的厚度不小于40mm时,还应额外在厚度中心取样,其中40mm
≤厚度≤50mm取
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