[发明专利]一种高Nb原油船货轮舱底板用耐蚀钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种原油船货轮舱用耐蚀钢，尤其作为货轮舱底板用钢材时，能够降低底板处的局部腐蚀。   

背景技术

在油轮船舱底部的污水中有大量的氯离子，在底板上残留的原油在表面形成一层保护膜，保护着底板不受腐蚀。油膜上有一些污泥，其中含有大量的单质硫。经实验发现，油膜的防腐效果跟涂层的效果一样。底板的点腐蚀发生在油膜的破损处，而这些破损部分来自于原油的冲洗。在油膜破损处，底板暴露在严重的腐蚀环境中，形成了腐蚀原电池。破损处作为阳极，油膜覆盖下的钢作为阴极, 如图1。

阳极反应：Fe → Fe²⁺ + 2e^-

阴极反应：O² + 2H₂O +4e^- → 4OH^-

污泥中的硫元素是从上甲板脱落下来的，在腐蚀中，通过反应：S + 2H₂O →H₂S + 2OH^- 加速点腐蚀的产生。

局部腐蚀腐蚀所处的环境不同于周围的环境。特别是pH值为理解此局部腐蚀最基本最重要的参数。腐蚀坑内的pH值非常的低，范围为1.5~2， 而腐蚀坑临近环境的pH值范围为5~10，处于中性或弱碱性环境。

目前使用的防腐措施主要为涂装和电化学防腐，可是由于原油船的涂布面积庞大，而且约10年就需要重新涂布一次，其花费的成本很大，另外，在货轮舱底板环境下，涂布的厚涂层反而促进了涂膜损伤部分的腐蚀。此外，在地板上定期地实施检查，对于点腐蚀深度大的部分通过堆焊进行修补，但问题是维护成本过高。2010年国际海事组织第87次海上安全委员会通过了《原油船货油舱替代图层防腐措施性能标准》，此标准具有强制性，是油船货油舱涂层的唯一替代方案。因此，开发一种符合标准的耐蚀钢很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于开发一种作为货轮舱底板用钢材时，能够降低底板处的局部腐蚀，其年腐蚀速率符合《原油船货油舱替代图层防腐措施性能标准》的高Nb原油船货轮舱底板用耐蚀钢。

本发明的技术方案是：一种高Nb原油船货轮舱底板用耐蚀钢，该耐蚀钢的各组分以质量百分比计，含有Nb：0.04~0.2%、C：0.01~0.2%、Mn：0.05~2%，Si：0.05~1%、P：0.01%以下、S：0.01%以下、Ni：0.01~0.6%、Cu：0.05~0.8%，Al：0.1%以下，Ti：0.015%以下、Cr：0.2%以下、Mo：0.002~0.4%及W：0.01~0.5%中的一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

进一步，该耐蚀钢的各组分以质量百分比计，含有Nb：0.06~0.2%、C：0.05~0.2%、Mn：0.05~2%，Si：0.05~1%、P：0.01%以下、S：0.01%以下、Ni：0.01~0.6%、Cu：0.05~0.8%，Al：0.1%以下，Ti：0.015%以下、Cr：0.2%以下、Mo：0.002~0.4%及W：0.01~0.5%中的一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

进一步该耐蚀钢的组分还包含有Cr：0.2%以下。

 

对于热轧条件，做为耐蚀钢虽然没有特别限定的条件，但是从作为原油船货轮舱底板用钢材所要求的机械性能的角度考虑，需要选择设定的热轧温度及压下比。热轧后，根据所需的机械性能控制冷却速度。本发明中涉及的A32级船板钢，所采用的TMCP工艺为：加热到1200℃，保温一小时后，在1100℃开轧，终轧温度850℃，总压下量为85%，而后空冷。

对于如上限定的耐蚀钢成分组成进行说明（以质量百分比计）：

C：C是提高强度的必要元素，随着C含量的提高，促进了钢种渗碳体的生成，在腐蚀环境中作为阴极，加速了腐蚀过程。同时，若C含量超过0.2%将导致焊接性能恶化。

Si：Si通常为脱氧的必要元素，为了得到成分的脱氧效果而含有0.01%以上。但是，含量超过1%时，使钢的韧性降低。优选的范围为0.05~1%。

Mn：Mn是低成本且具有提高钢强度的元素，本发明中为了得到所需的强度，需要添加0.05%以上。但是，如果添加了超过2%的Mn元素，会降低钢的韧性与焊接性能。优选的范围为0.05~2%。

P：P偏析于晶界，是降低钢的韧性的有害元素，优选尽可能的少。