I maggiori problemi nelle lastre di acciaio per la costruzione navale

Questo è il calcolo economico più realistico. Acquisti 100 tonnellate di lamiera d'acciaio, ma forse solo80 tonnellatefinire sulla nave. Dove finiscono le 20 tonnellate mancanti? Diventa scarto e materiale residuo sul tavolo da taglio.

Il punto dolente:
Il tasso di utilizzo dell'acciaio in molti cantieri navali oscilla85%–90%. Un punto percentuale apparentemente piccolo, moltiplicato per decine di migliaia di tonnellate di approvvigionamento, si traduce in milioni di dollari di mancati profitti. Ciò è causato principalmente dadisposizione di nidificazione scadente(disposizione delle parti sulla piastra d'acciaio) ecattiva gestione del materiale residuo.

Strategie di ottimizzazione:
Attrezzoordinamento-dimensione fissostrategie (ordinando con incrementi di larghezza di 10 mm e incrementi di lunghezza di 50 mm) per ridurre il materiale rimanente dalla fonte. Utilizzosoftware di nidificazione automatica(come XSuperNEST) e algoritmi genetici per trovare il layout di taglio ottimale, migliorando significativamente i tassi di utilizzo. Alcuni importanti cantieri navali hanno creato un sistema a ciclo chiuso-"rottami di acciaio - produzione dell'acciaio con forni elettrici - lamiere per navi", ottenendo un tasso di utilizzo dei rottami del 35% e riducendo il costo per tonnellata di circa 39 dollari.

Quando le navi solcano i mari, soprattutto sulle rotte polari, la piastra d'acciaio non deve solo resistere alla corrosione, ma deve anche agire come uno "scheletro d'acciaio" per resistere alla frattura fragile a bassa-temperatura.

Il punto dolente:
Resistenza agli urti a bassa-temperaturaè il problema più grande nella produzione di lamiere spesse. A causa dei processi di laminazione e delle velocità di raffreddamento non uniformi, la microstruttura del nucleo e la superficie di una piastra spessa possono essere deformatenon-uniforme, causando ampie fluttuazioni nei valori di tenacità in diverse posizioni sulla stessa piastra.

Un problema ancora più nascosto è ilzona termicamente-influenzata (ZTA)problema. In condizioni di saldatura con apporto di calore elevato, la ZTA subisce un'esposizione prolungata alle alte-temperature, che porta a un grave ingrossamento del grano dell'austenite e a un forte calo della tenacità della ZTA. Questo è il rischio di qualità più facilmente trascurato nell'applicazione di lamiere navali ad alta resistenza-. Se la tenacità in qualsiasi area scende al di sotto dello standard, la piastra d'acciaio può frantumarsi come il vetro a temperature fino a -40 gradi.

Innovazione del settore:
Angang Steel ha sviluppato con successo piastre per navi di classe EH40- adatte alla saldatura con apporto di calore ultra elevato fino a 700 kJ/cm, con spessori che raggiungono gli 84 mm, diventando la prima azienda siderurgica al mondo a produrre questa qualità. Nei campi diAcciaio 9Ni(per le navi metaniere) earresto dell'acciaio per crepe(per le navi portacontainer ultra-grandi), le aziende nazionali cinesi stanno accelerando la sostituzione delle importazioni. Baosteel e Hudong-Zhonghua Shipbuilding hanno sviluppato congiuntamente l'acciaio 9Ni, riducendo i costi del 18%.

Con la tendenza verso navi più grandi (ad esempio, navi portacontainer da 24.000 TEU) e più leggere (ad esempio, navi da crociera di lusso), spingere i limiti delle specifiche della lamiera d'acciaio presenta nuove sfide.

Il punto dolente:

Calibro estremamente sottile (8 mm e inferiore):Utilizzato principalmente per le sovrastrutture delle navi. Durante il rotolamento, questi sono molto inclini aperdita di forma(onde del bordo, deformazioni) e durante la saldatura si bruciano facilmente. Il controllo della tolleranza e la stabilità ad alta-precisione sono fondamentali.

Acciaio di spessore estremo e arresto delle crepe:Per le navi massicce come le VLCC, la sezione centrale della nave sopporta un tremendo stress di trazione. Una volta iniziata una crepa, può propagarsi su tutta la nave.Arresto di crack d'acciaioè essenziale. I prezzi specifici dell'acciaio per crack da arresto VLCC- hanno superato $860/tonnellata, con solo Angang e Wuyang Steel in grado di produrre in serie in Cina, e il tasso di sostituzione delle importazioni rimane inferiore al 40%.

Colli di bottiglia in acciaio nella sezione marina:Lo sviluppo dell'acciaio con sezione marina (come l'acciaio piatto a bulbo) è molto più difficile di quello delle piastre di acciaio. La Cina affronta da tempo la situazione di “avere targhe ma nessuna sezione”. Gli acciai per profilati a bassa temperatura-di grado E ed F ad alte-prestazioni e gli acciai per profilati ad altissima resistenza da 390–785 MPa-erano una volta del tutto non disponibili, solo di recente sono stati raggiunti progressi sistematici.

A partire dal 2025, il mercato delle lamiere in acciaio marino mostra una significativa differenziazione strutturale:

Fonte dati: rapporti di ricerca di settore

Guardando al futuro, tipi di navi ad alto-valore-aggiunto comeNavi metaniere, PCTC (Pure Car and Truck Carriers) e grandi navi portacontainercontinuerà a stimolare la domanda di qualità di acciaio-di fascia alta come l'acciaio 9Ni, l'acciaio Invar e l'acciaio a bassa-temperatura. Si stima che entro il 2030 i tipi di navi ad alto{5}}valore-aggiunto rappresenteranno oltre il 75% del consumo di acciaio.