日本船用耐蝕鋼的研制及應用

    為了防止因油輪貨艙底部的腐蝕導致原油泄漏引發重大事故，從1999年開始，日本造船協會組織成立了包括研究所、船級社、船東、造船企業和鋼鐵生產商等在內的技術研究小組，對原油油船的腐蝕行為進行詳細研究，揭示了原油油艙內上甲板和貨油艙底板的腐蝕產生機理以及腐蝕過程，建立了原油油艙仿真測試方法。基于該研究成果，各鋼鐵生產商開始研發新型的原油船耐蝕鋼，并獲得了工程應用。
 

    新日鐵住金的NSGP-1。新日鐵住金在世界上率先開發出新型高效耐蝕鋼板NSGP-1（環保1號），質量等級AH32，該鋼板主要用于原油運輸船和巨型油船。與傳統鋼板相比，該鋼板的耐蝕性能約為原鋼板的5倍，可以省卻為了防止腐蝕而進行的涂裝工序，既提高船舶安全性又環保，且該鋼板的焊接、加工等應用方式與傳統鋼材完全相同，建造時無需進行特別的施工管理。

    為驗證該新型鋼板的耐腐蝕性能，原新日鐵與日本郵船合作將該耐蝕鋼板用在了2004年三菱重工建造的大型油船（MLCC）“Takamine”號的底板上，通過2.5年實船試驗，結果顯示新鋼板能夠有效防腐蝕。NSGP-1鋼板的最大腐蝕坑僅為2.8mm，而傳統鋼板的腐蝕坑深度達6.3mm。根據國際慣例，腐蝕坑超過4mm需要重新涂裝船體，超過7mm則需要焊接維修。此外，NYK使用15艘油船做了測試試驗，其中6艘使用了NSGP-1鋼板，測試結果表明NSGP-1的腐蝕率僅為傳統鋼板的1/5。NSGP-1從2007年開始在日本國內正式接受訂貨，到2011年，已經應用于6艘油船的建造，就航最長的已經過6年時間，沒有發現需要修理的腐蝕，確認NSGP-1鋼板具有良好的耐蝕性能。

    新日鐵住金的SMICORE。住友金屬開發的油輪原油罐上甲板和底板部位用高耐腐蝕性厚板SMICORE，強韌級別為DH32級，厚度規格為16.5mm。該鋼板的機械特性、焊接性和焊接接頭特性與傳統的原油罐用厚板相當，而耐腐蝕性則更佳。2005年8月，SMICORE在SANKOBLOSSOM號油輪的2號和3號原油罐上試用。經過2年零9個月的航行，SANKOBLOSSOM號油輪進行了首次船塢檢查。檢查結果顯示，在原油罐上甲板部位，鋼板厚度的減少量為傳統鋼板厚度減少量的60%左右；在底板部位，沒有發生深度超過2mm的孔蝕，2號原油罐底板鋼板的孔蝕深度為傳統鋼板孔蝕深度的1/4左右，3號原油罐底板鋼板的孔蝕深度為傳統鋼板孔蝕深度的60%左右。SMICORE應用于原油罐上甲板和底板部位時的耐蝕性得到了確認。

    JFE的JFE-SIP-OT。JFE公司推出的原油運輸船用耐腐蝕船板的典型牌號是DH36級的JFE-SIP-OT，厚度規格最大25mm。JFE-SIP-OT鋼成分設計是基于對油輪原油倉點腐蝕機理進行試驗研究的基礎上完成的。該鋼在原油倉腐蝕環境下的腐蝕速率僅為傳統鋼板的1/7，并且可提高涂漆鋼板的耐蝕性，試驗表明，JFE-SIP-OT涂漆鋼板的點腐蝕深度僅為傳統涂漆鋼板的65%。JFE與三井商船合作在2007年底將該耐蝕鋼應用在石川島播磨（IHI）建造的VLCC船的底板和上甲板。

    神戶制鋼的原油船耐蝕鋼。神戶制鋼開發了AH32級原油運輸船用耐腐蝕船板。針對原油中單質S和原油中含有低pH值氯化物溶液這兩個原油倉的主要腐蝕因素，在開發鋼中添加相應的合金元素并進行成分優化，使鋼在原油腐蝕環境下，表面生成的腐蝕產物成為穩定的保護膜，防止S與鋼材基體接觸，起到抑制腐蝕反應的作用。此外，這種鋼的成分還可提高點腐蝕坑內液體的pH值，減緩陰極反應速度，起到抑制點腐蝕的作用。試驗表明，神戶所開發的耐蝕船用鋼在S腐蝕下的點腐蝕速率僅為傳統鋼的1/4，在低pH值氯化物溶液下的點腐蝕速率僅為傳統鋼的1/5。
 

    我國船用耐蝕鋼的研制及應用

    隨著IMO油船貨油艙防腐蝕要求的日益迫切，2008年起寶鋼、鞍鋼、鋼研總院等單位率先展開了油船貨油艙用耐蝕鋼的研制工作。目前，寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼等鋼鐵企業已經在加快船用耐蝕鋼的研制工作中取得一定進展，其中寶鋼、鞍鋼已經率先在國內完成了近千噸的耐蝕船板試制，并將耐蝕鋼板在大型原油船上開始了實船貼片試驗，評價鋼板的實際環境耐蝕性。

    腐蝕性檢測試驗表明，寶鋼研制的原油船底板耐蝕速率完全滿足CCS《原油油船貨油艙耐蝕鋼檢驗指南》中對鋼板耐蝕性要求，材料的其他各項性能也滿足IMO標準要求和船板規范，成本增量遠低于涂層成本。

    對于此類關系到船舶安全的工程材料來說，鋼板的研制只是第一步，耐蝕鋼板的配套焊接材料、焊接工藝，系統的應用研究和示范工程考核等研究內容需要加快推進。2013年，一個聯合鋼廠、船廠、船東以及船級社在內的“基于IMO標準的耐蝕鋼應用技術研究”國家項目已經啟動。但相比日本20多條VLCC的建造和4年以上的服役考核，國內船用耐蝕鋼工程化應用的研究工作還處在起步階段。

    鋼種發展及市場展望

    油船貨油艙用鋼量占油船用鋼總量的30%—40%，從我國油船年用鋼情況看，貨油艙用鋼量每年應在200萬噸左右。耐蝕鋼以其高效的防腐蝕效果、施工方便、維修成本低、無環境污染的優勢，逐漸取代涂料防腐措施成為油船防腐的主流是必然趨勢。我國的鋼鐵、造船相關行業將進一步緊密合作，共同開發，加快推進原油船貨油艙耐蝕鋼的研發和應用研究，盡快投入實際應用。

責任編輯：李玲珊

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