8. Судостроительные стали (гост 5521-93)

Условия работы судостроительных сталей и сталей для буровых платформ

В середине прошлого века основным материалом для построй­ки корпусов судов служили главным образом углеродистые стали с пределом текучести не более Оо.г = 230—270 МПа и относитель­ным удлинением 5 = 12-22 % , что отображено в ГОСТ 5521-50. К 1980-м гг. прочностные характеристики корпусных сталей су­щественно возросли, составив 350-450 МПа при относительном удлинении 19-22 %. Рост прочности был обусловлен использова­нием низколегированных сталей.

Для деталей механизмов судов (валы, баллеры) применяли бо­лее легированные стали с пределом текучести до 500-750 МПа.

Резкое увеличение водоизмещения судов способствовало росту требований к качеству судостроительных корпусных материалов, что обусловило не только повышение прочностных свойств стали, но и использование таких новых технологических процессов, как микролегирование, обработка жидкой стали модификаторами (РЗМ, Са, Ва), внепечное вакуумирование, контролируемая прокатка и спреерное охлаждение в потоке стана.

Понятие "судостроительная сталь" также претерпело суще­ственные изменения. В это понятие в настоящее время входят не только металлы для корпусов надводных судов, но и стали для подводных кораблей, батискафов, работающих на больших глу­бинах, морских буровых платформ и прибрежных сооружений, эксплуатируемых при низких температурах.

Особенно остро стоит задача по освоению огромных газокон­денсатных и нефтяных запасов Штокмановского, Приразломного и других месторождений Баренцева моря, Луньского, Пильтун- Астохского залежей Северного Сахалина. Освоение этих месторо­ждений отличается уникальной сложностью, не имеющей анало­гов в мировой практике. Прежде всего это низкотемпературные условия эксплуатации (до минус 40-50 °С), сложная ледовая об­становка и глубоководное (до 360 м) расположение буровых плат­форм и газопроводов высокого давления.

Не менее сложной проблемой является строительство ледовых морских буровых платформ. Масса сварных металлоконструкций каждой платформы составит 40-50 тыс. т. Металлоконструкции будут находиться в сложных условиях эксплуатации, испытывая динамические воздействия от ветро-волновых нагрузок, низкие температуры, гигантские давления от контакта с ледовыми поля­ми с соответствующим высоким уровнем износа металла.

Опыт эксплуатации атомных ледоколов и судов ледового пла­вания показал, что только за одну навигацию износ обшивки ле­докола может достигать 20-30 % (10-15 см).

Но данным ЦНИИ и КМ "Прометей", для ледовых буровых платформ необходимо использовать особопрочные хладостойкие стали с о_в > 800 МПа и надежные сварочные материалы.

Создание высокопрочных надежных судостроительных сталей требует использования новых критериев оценки качества метал­ла, разработки новейших технологических процессов производст­ва стали и сварочных материалов. Необходимо применение мето­дов глубокой очистки стали от вредных примесей и неметалли­ческих включений, специальной термопластической обработки с прокатного нагрева и др.

Для оценки качества металла применяют более строгие кри­терии: определение ударной вязкости при низких температурах, определение волокнистой составляющей в изломе, испытание на изгиб широких образцов и др.