Какую сталь применяют в судостроении
В современном морском и речном судостроении главным материалом, используемым для обшивки, является сталь. Она также применяется для создания несущих элементов конструкций и агрегатов. Для обеспечения длительного срока службы, отличной остойчивости и плавучести судна, а также для создания легкого корпуса, при выборе материалов уделяется особое внимание. Они подбираются в зависимости от химического состава, физических свойств и экономической целесообразности применения. Сталь классифицируется и используется в зависимости от различных параметров. Ниже мы рассмотрим классификацию и различные области применения этого материала.
Каждый надежный корабль строится на основе прочной стали, а ее параметры просчитываются заранее.
Стальной прокат и профили, используемые в судостроении
- Широкая полоса, полученная горячекатанием.
- Обратный уголок.
- Швеллер.
- Профиль полосы-бульбового типа.
- Двутавровая балка.
- Горячекатанный рулон.
- Квадратная заготовка, полученная горячей прокаткой.
- Равнополочный уголок.
- Горячекатанный полукруг.
- Неравнополочный уголок.
- Горячекатанный листовой прокат.
- Полоса горячей прокатки.
- Горячекатанный квадрат.
- Круг горячей прокатки.
Особое внимание в судостроении уделяется использованию листового металла, который является наиболее распространенным в строительстве кораблей.
Металлические листы в судостроении и их классификация
В процессе производства листового проката готовят специальную заготовку, которую получают в результате плавки в мартеновских или электропечах. Заготовка обладает определенными свойствами благодаря точно определенному химическому составу. Затем заготовку нагревают и прокатывают через специализированные валки, чтобы придать ей нужную форму и толщину. Иногда вместо прокатки применяют ковку или волочение. Последний этап процесса — нарезка листов на куски нужного размера и их упаковка. В случае с судостроительным листовым прокатом, он классифицируется по нескольким критериям. Рассмотрим каждый из них более подробно.
Международные стандарты
Основные параметры, которые указываются в нормативных документах для судостроительных сталей, закреплены в стандарте ASTM A131. Для сертификации всех нормативов, связанных с качеством судостроительных сталей, необходимо обратиться в следующие организации:
- Регистр речного судоходства России.
- Регистр морского судоходства России.
- Судоходный регистр Ллойда в Великобритании.
- Американское бюро судоходства.
- Итальянский регистр судоходства.
- Det Norske Veritas (Норвегия).
- Germanischer Lloyd (Германия).
- Bureau Veritas (Франция).
Назначение
Одна из особенностей стальных листов заключается в их разделении на две основные категории — прокат для речных и морских судов. Каждая из этих категорий имеет свои уникальные характеристики, которые определяются классами текучести, атмосферостойкости, сопротивляемости и устойчивости к ударам. Необходимо отметить, что стали, предназначенные для морских судов, обладают более строгими требованиями, так как они подвергаются повышенным нагрузкам.
Оценка прочности
Одним из самых важных критериев для стали является ее устойчивость к механическим воздействиям. В зависимости от этого параметра, все стали можно разделить на две категории — стали с обычной и повышенной прочностью. Первая категория включает классы A, B, C и D, у которых предел текучести составляет 235 МПа.
Также существуют стали повышенной прочности, которые характеризуются более высоким пределом текучести — от 315 до 690 МПа. Эта категория включает стали классов A, D, E и F с номерами 32, 36, 40, 42, 46, 50, 55, 62 и 69.
Марка стали
Когда выбирают стали для определенных целей, учитывают пределы текучести и ударную вязкость при определенной температуре. Затем сравнивают подходящие значения и находят нужную марку в одном из международных регистров. Благодаря этому подходу удается увеличить полезную нагрузку, снизить вес конструкции и выбрать оптимальную толщину проката.
Для чего применяют стальные листы в сборке судов
- Выполнение работ по обшивке, отделке палуб, и созданию корпусов судов.
- Возведение платформ, понтонов и причалов.
- Создание конструкций для портовых подъемников.
- Строительство шельфовых сооружений.
Основные характеристики сталей для судостроения
При сборке военных, торговых и промышленных кораблей особые требования предъявляются к металлу. Все материалы, включая сталь, проходят тщательный анализ, оцениваются их свойства и способность сохранять форму в самых неблагоприятных условиях. Рассмотрим подробнее основные характеристики сталей, используемых в судостроении.
Свариваемость
При постройке судов используются сложные сплавы с добавлением легирующих и других веществ. Свариваемость — это сложный критерий, который показывает надежность сварных соединений и их свойства. Благодаря сварке корпус судов оказывается на 20% легче, чем корпус, собранный на заклепках. Поскольку заклепки и уголки добавляют повышенный вес. Кроме того, сварной корпус получается более гладким. Это означает, что корпус судна легче проникает в воду и помогает судну развивать большую скорость.
Устойчивость к коррозии
Говорим о такой проблеме, как ржавчина, которая возникает из-за соленой воды. Поэтому нужно предъявлять особые требования к сталям, используемым для постройки кораблей, которые плавают в океане или море, чтобы они были устойчивы к коррозии. Тем более, что помимо хлоридов, присутствующих в соленой воде, ржавчине способствуют сероводород и остатки нефтепродуктов.
Устойчивость к деформации
На самом деле, это гибкость стали — ее возможность сохранять исходную форму при физическом напряжении. Чтобы определить степень деформации, необходимо учесть относительное удлинение при растяжении. Кроме того, важно знать предельную гибкость, которая определяется через сужение в шейке.
Упругость
Это свойство имеет крайнюю значимость, когда речь заходит о металле, используемом для корпуса или палубы. Упругость дает изделию возможность менять свою форму под воздействием физических нагрузок и, после устранения этих нагрузок, восстанавливаться в исходное состояние. Обычно части судов подвергаются следующим механическим воздействиям: гнутые, изгибающиеся и другие.
Прочность
Прочный сплав стали проявляет устойчивость к механическим нагрузкам, не претерпевая изменения формы и разрушения. Также учитывается его высокая жесткость. Идеально, чтобы после воздействия на поверхность не оставалось никаких следов.
На данный момент, бОльшие суда обычно изготавливаются из стали.
Итоги
Для заказа фасонного, листового и сортового проката для судостроительных целей лучше всего обратиться к проверенным предприятиям. Важно, чтобы сталь соответствовала требованиям ГОСТ 5521. В противном случае, использование некачественных материалов может привести к серьезным авариям и большим неожиданным затратам.
