法蘭材質(zhì)詳解
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船舶動力管路系統(tǒng)大量應(yīng)用法蘭，統(tǒng)計一艘11 萬噸成品油輪的法蘭，就有約25000個．法蘭既是管 路的連接件，又是一種承壓和密封元件．法蘭質(zhì)量的 高低，直接影響船舶的質(zhì)量和安全．隨著世界航運事 業(yè)迅猛發(fā)展，海上人命安全、提高船舶續(xù)航能力的 要求也隨之提升．為適應(yīng)船舶技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)成為 世界第一造船大國的宏偉目標，我們應(yīng)該從造船技 術(shù)的基礎(chǔ)抓起，對船舶管系附件選用的材料進行了 系列研究．本文僅就鍛鋼法蘭材料問題進行初步探 討，并就國產(chǎn)材料標準如何與國際接軌提出看法．
船用鍛鋼法蘭目前有一個國家標準、四個船舶 行業(yè)標準，即GB／T10746．1989《船用對焊鋼法蘭(四 進位)》、CB／T47．1999《船用對焊鋼法蘭》、 CBMl017—1981《PN3．0MPa對焊鋼法蘭》、CBM 1017．1981《PN4．OMPa對焊鋼法蘭》、CBM 1017—1981《PN6．3MPa對焊鋼法蘭》．GB／T 10746．1989和CB／T47—1999規(guī)定法蘭的材料是 Q235一A或Q255．A；CBMl017．1981等三個船舶外 貿(mào)標準規(guī)定法蘭的材料是鋼25．這三種材料的化學(xué) 成分和力學(xué)性能見表1、表2和表3．
中國船舶工業(yè)一直沿用GB568．1965到 GB583．1965這一系列由原蘇聯(lián)標準演化來的法蘭 國家標準，幾十年也沒人對它們進行深入研究．這一 系列法蘭國家標準在1999年時大部分轉(zhuǎn)化為船舶 行業(yè)標準，但內(nèi)容不變，cB／T47—1999《船用對焊 鋼法蘭》就是其中之一(替代GB574—1965)，這些 標準主要用于艦船和沿海小型船舶上．1989年編制 的一系列符合國際標準ISO 2084：1974《管路法蘭 一般應(yīng)用米制系列公稱尺寸》(已被IS0700一1： 1992，IS07005．2：1988，IS07005—3：1988代替)的 法蘭國家標準用材料也沿用了GB568—1965～ GB583—1965規(guī)定的材料，這些標準主要用于遠洋船 和出口船上． 中國船級社材料與焊接規(guī)范(2006年版)規(guī)定 了鍋爐壓力容器、管系附件用碳鋼和碳錳鋼化學(xué)成 分、力學(xué)性能，摘錄見如下表4和表5．
船用無縫鋼管(GB／T5312—1999)規(guī)定了符合 中國船級社材料與焊接規(guī)范規(guī)定的無縫鋼管材料． 其化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表6和表7． 在鋼材中，碳元素的含量起主導(dǎo)作用．它像動物 的骨骼，支撐著鐵元素．碳元素含量低，鋼材的韌性 高、強度低．碳元素含量高，鋼材的韌性降低、強度 顯著提高．隨著鋼材含碳量的增加，鋼材要逐步變脆． 船舶管系附件的工作是長期處于受內(nèi)壓狀態(tài)的，同 時，它還受溫度、船體變形等的影響，所以要求船 舶管系附件的材料既有足夠的強度又有合適的韌性． 對于船用鍛鋼法蘭，還要有良好的焊接性能．
Q235．A、Q255．A、25鋼都屬于低碳鋼的范疇， 有良好的焊接性能．但是，船用無縫鋼管材料已與國 際接軌，而Q235一A、Q255．A、25鋼并沒有與國際 接軌，這就形成高碳低錳的法蘭與低碳高錳的鋼管 相焊接的情況．在鐵碳合金中，碳元素是比較活躍 的，一旦溫度適宜它就會從鐵的束縛中掙出形成石 墨．造成焊接件潛在的斷裂傾向．另外，Q235一A是一 種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，它在制造過程中僅強調(diào)其物理 性能，允許用鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼制造；這對焊接不利． 查閱國內(nèi)有關(guān)的材料標準發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)材料 標準雖然也在采用國際標準和國外先進標準，但完 全符合國際標準和國外先進標準的碳鋼和碳錳鋼尚 沒有．這可能與我國冶煉工藝、設(shè)備、習(xí)慣以及繼承 性有關(guān)．從國內(nèi)現(xiàn)有標準中選擇出符合船舶規(guī)范要 求的碳鋼和碳錳鋼材料生產(chǎn)船用鍛鋼法蘭，解決船 用鍛鋼法蘭標準材料不符合規(guī)范要求和國內(nèi)不生產(chǎn) 符合規(guī)范要求材料的矛盾．我們對國內(nèi)外上百種鋼 材的化學(xué)成分、力學(xué)性能進行對比分析，最后篩選 出優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼15 Mn(GB／T 699．1999)、壓力 容器用碳素鋼16Mn(JB／T4726—2000)、低合金高強 度結(jié)構(gòu)鋼Q295、Q345、Q390(GB／T 1591．1994)．
經(jīng)查閱鋼材市場情況，16 Mn是國內(nèi)常用材料， 建議船用鍛鋼法蘭的材料改用16 Mn．目前，我廠已 繪制了16 Mn鍛鋼法蘭的施工圖，取代原國家標準 和行業(yè)標準；并在海洋工程產(chǎn)品上進行應(yīng)用，獲得 較好的經(jīng)濟效益．
