[发明专利]油船货油舱用耐蚀球扁钢及其冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域的一种品种钢的生产工艺，具体的说是一种油船货油舱用耐蚀球扁钢的冶炼工艺。 

背景技术

近年来，原油运输过程中海损与污染事件时有发生，对海洋环境与海洋资源造成了恶劣影响，另外船东也急需降低检查和维修油船的费用来降低营运成本，因此油船货油舱的腐蚀和安全问题受到世界各国的广泛关注。 

货油舱是双层结构，内层为货油舱，外层为压载舱，有资料研究表明货油舱舱顶与舱底处于两种不同的腐蚀环境中，舱顶为均匀腐蚀环境，舱底与原油相接触部分为点蚀环境。货油舱舱顶腐蚀是随着昼夜温差变化在装载和空载的循环过程中发生的，空载时舱顶在昼夜干湿交替循环的环境下受到O2和CO2的氧化作用而发生腐蚀，腐蚀产物以铁锈为主。当装载原油时，原油中的H2S等酸性物质会以铁锈为触媒在其表面与O2反应生成硫磺。这样在装载和空载的交替循环中，舱顶内表面就形成了铁锈和硫磺两种物质的层状结构，随着时间推移最终脱落至舱底形成油泥，油泥持续剥落，呈层状附着，属于均匀腐蚀。在货油舱舱底，原油中包含的大量高浓度盐溶液经过分离滞留其上。原油中盐含量要比海水中的盐含量低得多，造成腐蚀的并非原油中的盐分，而是其中的具有腐蚀性的水分。由于盐溶液浓度不均匀以及油泥移动等的原因，会造成涂层的破损，破损处在高浓度盐水和硫磺的腐蚀环境中成为局部腐蚀源，pH值随着腐蚀过程的进行迅速降低，使腐蚀加剧。舱底腐蚀的特点是钢板大部分表面不发生腐蚀或腐蚀程度轻微，只有个别的点或微小区域会出现蚀孔或麻点，并不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，成为点蚀。点蚀处极易产生应力和塑性变形，可能导致结构整体的破坏，并且点蚀发生的位置和腐蚀进度难以预测，货油舱底部的局部腐蚀对货油舱危害是最大的。 

目前大型油船上货油舱大部分还是采用传统的耐蚀性较差的AH32、AH36等级别的钢板，对这些钢结构的腐蚀防护措施主要采取涂层或缓蚀剂进行腐蚀保 护，涂层的寿命一般在10-15a，与船体的设计服役期限(一般25a)不匹配，在服役过程中涂层容易受到破坏，在酸性溶液条件下发生点蚀，点蚀发展速度甚至超过不经涂层防护的裸钢，缺陷位置每2.5a就需要点焊维修或者涂层防护，维护成本高、难度大。缓蚀剂的使用会显著降低舱体的全面腐蚀速率，但操作程序繁琐，防护成本是涂层的好几倍，不适合广泛使用于油船舱体。因此，国内外都在研究耐蚀性能更好的裸钢来替代传统的防护措施，目前船板方面这一领域走在前列、技术较成熟的国家是日本。 

为了防止国外可能形成的垄断性供应或技术壁垒，2008年我国提出研发船用耐蚀钢，2011年，国家科技部将“大型油轮货油舱用高品质耐腐蚀钢”列入国家科技支撑计划的重点开发项目，研究高硫、高酸油气环境中，低合金钢材料在H2S、SO2、Cl-和酸性盐水介质，以及上述各种复杂混合介质条件下的腐蚀规律，开发耐腐蚀合金成分体系、生产工艺及相关配套焊接材料，形成油船用耐蚀钢的腐蚀评价体系与标准，解决油气开采、输送和储运过程中的钢铁材料腐蚀问题，形成具有我国自主知识产权的油气开采与储运用耐腐蚀钢生产技术体系和评价标准规范。到目前为止，油船货油舱用耐蚀钢研究项目已经取得了阶段性研就成果。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种新开发的耐蚀球扁钢及其冶炼工艺，该钢种在船级社标准认可范围内可以直接裸态应用于油轮货油舱上的建造，在货油舱腐蚀环境下具有优良的抗均匀腐蚀和抗局部腐蚀性能，无需涂层保护，可降低维修费用和有效延长船体使用寿命。 

为达到上述发明目的，本发明所述问题由以下技术方案实现： 

一种油船货油舱用耐蚀钢，其特征在于按重量百分比计含有：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％，还含有N：80～110ppm，其余为Fe及不可避免的杂质。 

本发明的耐蚀球扁钢的化学成分与船级社标准范围对照表如表1所示： 

表1 船级社标准和设计的耐蚀钢成分控制范围对照表 

本发明球扁钢成分中的C、Si、Mn、Alt的范围都按照船级社的标准控制，其它元素的控制限制理由如下：