[发明专利]一种耐南海海洋环境用耐蚀钢板及其生产工艺有效

专利信息
申请号: 201410036368.3 申请日: 2014-01-26
公开(公告)号: CN103741056A 公开(公告)日: 2014-04-23
发明(设计)人: 于浩;周涛;李海旭 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: C22C38/50 分类号: C22C38/50;C22C33/04;C21D8/02
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 南海 海洋环境 用耐蚀 钢板 及其 生产工艺
【说明书】:

技术领域

本发明属于低合金耐蚀钢中厚板(60mm)的制造领域,特别涉及一种适用于高湿热、高盐度、浮游生物繁多的南海苛刻海洋服役环境(海洋大气、潮差、全浸等)的耐腐蚀钢板及其生产工艺。

背景技术

钢铁行业根据国家经济发展规划和我国钢铁行业的发展及现状,制定了以发展耐腐蚀钢、海洋工程用钢等为重点发展方向的《钢铁工业“十二五”发展规划》。目前,国家科技部已启动“十二五”耐腐蚀钢重大科技支撑计划及专项,重点研究耐海洋大气腐蚀钢和耐海水腐蚀钢开发及工程应用。在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的高端装备制造业中提出了“面向海洋资源开发,大力发展海洋工程装备。”“十二五”发展规划也已将海洋工程装备制造列为战略性新兴产业加以扶持,预计“十二五”期间,我国对海工装备制造的投入将达2500亿~3000亿元。随着未来我国海洋工程装备制造业的快速发展,与之相配套的海洋工程用钢必然会成为钢铁需求的新亮点,海洋工程用钢的研发与生产也将成为大家关注的热点。因此开发海洋工程用钢新产品具有显著的经济效益和社会效益。

海洋环境复杂,根据其腐蚀特点的不同,可把海洋环境划分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区、水/泥界面区、海底泥土区,不同区域的腐蚀类型不同,相应不同腐蚀因素对腐蚀影响程度亦相差甚远,海洋环境腐蚀的影响因素众多,受材料组成、海水化学性质、海水PH值、溶氧量、海水盐度、海水温度、海水流速、微生物的种类及数量等多种因素复合影响。

在海洋环境中,腐蚀是船舶与海洋工程结构钢主要的破坏形式,而且在四大海域中,南海相对渤海、黄海和东海具有高湿热、高盐度以及浮游生物种类繁多、数量巨大等海洋环境特点,据调查,南海、东海、黄海、渤海四大海域第三季度海洋表面平均温度分别为29.1℃、28.0℃、24.1℃、23.5℃,四大海域平均盐度依次为33.01、32.37、30.04、29.84,四大海域浮游生物种类数依次为1658、1085、478、499,南海如此苛刻的服役环境以及人们对海洋工程用钢使用寿命的要求对适用于南海复杂环境的工程用钢提出了巨大的挑战,其已成为当今钢铁行业的世界级难题之一。

在已公开的耐海洋环境腐蚀低合金钢的相关专利中,2007年9月5日公开的CN101029372A耐海洋腐蚀合金系统为日本的Mariloy系列,主要耐蚀成分为Cr-Cu-Mo,2008年12月10日公开的CN 101319293A为法国的APS系列,主要耐蚀成分为Cr-Mo-Al,2012年8月29日申请公开的CN 102650018A主要耐蚀合金成分为Cu-Mo-P,此三种合金成分设计远远满足不了南海高温、湿热、高盐度等苛刻的海洋腐蚀环境。

 1995年6月14日公开的日本川崎制铁株式会社的CN 1103672A介绍了一种适用于高温多湿环境的耐海水腐蚀钢及其制造方法,该钢重量百分比的主要组成为:C<0.1%、Si<0.5%、Mn<1.5%、Al:0.005~0.050%、Cr:0.5~3.5%,这种钢适用于制造压载舱和海水管道等处于暴露的严峻环境下的船舶,该钢由于Cr含量较高,焊接后裂纹敏感性会明显增大,而且大量研究表明,含Cr的低合金不利于耐蚀钢的服役寿命,超过一定时间后Cr元素相反会促进腐蚀的加剧,所以本发明中对Cr元素的含量进行了严格的控制,并通过Cr-Mo复合添加避免其出现“逆转效应”。

2009年3月18日公开的日本杰富意钢铁株式会社的CN 101389782A介绍了一种船舶用耐蚀钢材,该船舶用耐蚀钢材的合金成分按重量百分比计为:C:0.03~0.25%、Si:0.05~0.50%、Mn:0.1~2.0%、P≤0.025%、S≤0.01%、Al:0.005~0.010%、W:0.01~0.10%、Cr:0.01~0.20%、根据需要还含有选自Sb:0.001~0.3%和Sn:0.001~0.3%中的1种或2种,和/或选自Ni:0.005~0.25%、Mo:0.01~0.5%、Co:0.01~1.0%中的1种或2种以上,余量为Fe和不可避免的杂质,该钢中有意加入了合金元素W,由于W元素的熔点高,易在钢中形成夹杂,不利于耐蚀性能的提高。而且该专利发明的耐蚀钢适用于船舶压载舱用耐蚀环境,一般情况下,压载舱下底板会被一层油膜所覆盖,成分为油泥和积水,通常油膜的存在对底板具有保护作用,会降低腐蚀速率。压载舱用耐蚀环境与南海海洋服役环境不同,耐蚀钢合金系统亦不相同。

发明内容

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