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图:商船三井用高拉力强化钢做船壳的集装箱船,刚从船厂下水试航
日本钢铁与三菱重工联手合作,成功开发出一种新型高拉力强化钢──“HTS47”,并在全球造船业范围内,首次在日本造船厂使用这种钢板,替商船三井订造的一批6艘配载8100箱集装箱船做钢壳结构。
所谓“HTS47”是从科学的角度,物理应力的需要,测出每平方米强化钢上可承受屈曲重压47公斤的纵向强度,这种结构成分,特别适合制造集装箱船结构。开发技术由上述两大企业经过一段时间研发而试产成功。
节省整船总重量
日本方面消息,这种高拉力强化钢对于船舶设计十分有利,对新大型集装箱船安全结构有了新的保证。商船三井方面消息,使用HTS47钢板明显好处是节省整船总重量,若以每单位集装箱即期成本来计算,可增加燃油效益和全面营运成本降低。
今年7月份,商船三井在三菱重工的Koyagi船厂已经接收了第5艘用HTS47钢材造的集装箱船,这种船特点是航速在25节,船长316米,型宽45.6米,型深25米。
日本是最早研发高拉力强化钢的造船国家,早在1990年开始已经研发出HTS40钢板,即每平方米钢板面积上可承受40公斤加压重量,并应用在商船船壳制造上。2年之前,三菱重工又与日钢再研发HTS47,并在日钢大分工厂试制。
高拉力强化钢和屈曲重压在船用钢材生产过程中经常听到名字。而屈曲重压是指在一定限制范围内不会发生变形的技术需求。其灵感和触点是来自船东和经营管理者的正确探索,以便如何在更激烈的竞争环境之下,能降低每单位运输成本,一些船东和船舶管理经理想到可否在船用钢板厚度上打主意,虽然如此,钢板愈薄,屈曲强度倾向会下降,并增加裂缝或瑕疵的可能性。
日本钢铁以一种特别生产技术,在钢板加强强度和屈曲产生裂缝两个难题找到一个平衡点,很巧妙地解决上述问题。秘密是物料工程师找到了一种新物料,作为钢板增加屈曲强度的必需品,降低了钢板厚度又增强强度,提供了一种新材料,用在造船上可增加船壳的安全、稳定。
掌握新热处理控制
据日本船舶设计研究所人员的整体评价,使用HTS47钢板所造的大型船,减少的钢板重量相等于一艘小型轻质货船的重量。总体来说,使用HTS强化钢来造船壳结构,钢板强度增加的同时,钢板焊接成功率会降低,但HTS47钢板焊接效果相当理想,等同于HTS40钢板。
日本钢铁已经掌握了一套新的热处理控制程序技术生产HTS47钢板,这套技术足以提高钢板屈曲强度和焊接要素,透过热辗压和联机的水冷却处理。
三菱重工亦设计出多种使用HTS钢板的弯曲方法技术和多种焊接测试,包括双电极振动电版气体弧光焊接机,这些新装备、技术和程序管理是由三菱重工、日钢和Sumikin焊接公司共同设计参与研制。
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