国家标准计划《原油船货油舱用耐蚀钢腐蚀性能测试方法》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC11(全国钢标准化技术委员会金属和合金的腐蚀分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 。
| 77 冶金 |
| 77.060 金属的腐蚀 |
1.接轨海洋工程技术发展趋势,发展原油货油舱用耐蚀钢及配套焊接金属性能检测技术: 由于耐蚀钢在目标寿命周期中相比涂层保护而言具有显著优势,例如在建造过程中基本可以免除钢板预处理、涂装的工作,同时在目标生命周期中基本可以免维护,因此可以大量减少施工工时,提高工作效率,同时可极大降低采用涂层保护所产生的环境影响,因此耐蚀钢在海洋工程应用受到国际海事组织的高度重视。
2008年,国际海事组织开始提出采用耐蚀钢作为原油船货油舱防腐蚀的替代提议;2010年5月14日,国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)第87次全体会议后,耐蚀钢方案成为原油船货油舱涂层保护唯一替代方案,第 MSC.291(87)号决议通过经修正的《1974年国际海上人命安全公约》第Ⅱ-1/3-11条中关于采用耐蚀钢作为原油油船货油舱防腐保护替代措施的要求;2012年1月1日,第MSC.289(87)号决议通过《原油船货油舱防腐保护替代方法性能》标准于生效且要求各国政府鼓励发展旨在作为替代系统的相关技术,发展原油货油舱用耐蚀钢及配套焊接金属研制及配套技术,为原油货油舱用耐蚀钢的应用提供技术保障。
2.完善原油货油舱用耐蚀钢国标体系,填补国标无原油货油舱用耐蚀钢腐蚀性能检测标准的空白: 自2010年5月14日,国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)第87次全体会议后,原油运输过程中对船舶和设施的防护措施及标准逐渐在完善,国际海事组织海上安全委员会通过的MSC.288(87) 附件1《油船货油舱保护涂料性能标准》与MSC.289(87) 附件2《油船货油舱腐蚀防护替代方法性能标准》决议案对油船货油舱保护涂料及耐蚀钢的技术要求做了规定,对腐蚀试验的具体思路及主要试验参数也做了介绍,但对试验具体操作及结果判定未做说明,参照MSC.288(87)和MSC.289(87)标准完成涂料及耐蚀钢的腐蚀性能检测难度较大且检测结果稳定性差,为此,我国在2015年分别组织编制了GB/T31820-2015《原油油船货油舱漆》及GB/T31944-2015《原油油船货油舱用耐蚀钢板》标准,在2017年编制了GB/T33976-2017《原油船货油舱用耐腐蚀热轧型钢》标准。
GB/T31820-2015规定了原油货油舱漆的分类、要求、试验方法,检验规则及标志、包装、运输和贮存,试验方法中包括详细规范的腐蚀性能检测;GB/T31944-2015和GB/T33976-2017分别规定了原油船货油舱用厚度不大于50mm用耐蚀钢板和耐腐蚀热轧型钢的牌号表示方法、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、检验和试验、包装、标志及质量证明书等要求,耐腐蚀性测试则是以说明或附件的方式参照MSC.289(87)或《原油油船货油舱耐蚀钢材料检验指南》进行,国内仍然无可参照使用的标准,为此,国内急需编制原油货油舱用耐蚀钢腐蚀性能检测标准,填补国内无原油货油舱用耐蚀钢及配套焊接金属的耐腐蚀性能检测标准的空白,进一步完善原油货油舱用耐蚀钢国标体系。
3.研究并规范统一国内原油货油舱用耐蚀钢腐蚀性能检测方法,保证试验结果准确性: 原油货油舱用耐蚀钢腐蚀检测技术非常复杂,这是货油舱的服役环境和腐蚀特点决定的。
货油舱底主要是原油中分离出来的沉积水,其中溶解了大量的酸性气体,并含有较高浓度的Cl-离子,货油舱在这种酸性的盐溶液中主要可能发生局部腐蚀;纵舱壁主要接触原油,腐蚀极其轻微;舱体顶部空间会形成复杂的湿气环境,包括原油中挥发出来的水和硫化氢,以及包含氮气、氧气、二氧化硫和二氧化碳等成分的防爆气体,货油舱上甲板温度随外界温度变化明显,而舱内装载的原油具有巨大的热容,使舱内混合气体的温度很稳定,因此,白天舱内外温差较小时舱内上甲板下表面干燥,夜晚舱内气体的温度高舱外温度低,上甲板下表面会形成含硫化氢和二氧化硫等成分的凝结水,具有很强的腐蚀性,货油舱上甲板长期处于这种干湿循环交替状态,会使其下表面的腐蚀较严重。
综上,货油舱耐蚀钢腐蚀性能的检测重点是内底板耐蚀性和上甲板耐蚀性。
货油舱内底板腐蚀检测条件易控制且试验时间短,国内研究机构取得了众多研究成果,目前已经熟悉地掌握了内底板耐蚀钢检测技术;对于上甲板腐蚀性能检测,虽然国内部分研究机构已构建上甲板腐蚀检测能力,但各研究机构由于理解的不同,设备结构和对参数控制均有差别,将导致检测结果的重复性差,不同厂家测到的结果差异性大,这大大限制了耐腐蚀钢板及耐热型钢的研制,因此,研究并规范原油货油舱用耐蚀钢腐蚀性能检测方法来保证试验结果的准确性。
(二)原油货油舱用耐蚀钢腐蚀性能试验方法制定意义 我国是海上原油运输大国,为适应新形势,更好地与国际标准接轨,亟需完善国内原油货油舱用材配套标准体系,编制货油舱用耐蚀钢及配套焊接金属腐蚀性能检测标准,统一国内货油舱用耐蚀钢腐蚀性能。
1.标准的范围: 本标准规定了原油货油舱用耐蚀钢及其配套焊接材料耐腐蚀性能术语和定义、模拟货油舱上甲板工况条件试验和模拟货油舱内底工况条件试验的试验装置、试样、试验条件、试验程序、试验结果和试验报告。 本标准适用于在原油运输和/或储存环境条件下原油货油舱上甲板及内底耐蚀钢及焊接接头的耐腐蚀性能检验。 2.标准的主要技术内容: 本标准框架: 2.1 范围; 2.2 规范性引用文件; 2.3 术语与定义; 2.4模拟上甲板工况条件试验; 2.4.1试验装置; 2.4.2试样; 2.4.3试验条件; 2.4.4试验程序; 2.4.5试验结果; 2.4.6试验报告; 2.5 模拟内底工况条件试验; 2.5.1试验装置; 2.5.2试样; 2.5.3试验条件; 2.5.4试验程序; 2.5.5试验结果; 2.5.6试验报告。 3 关键技术及解决途径: 本方法的关键技术为将复杂的腐蚀试验环境的腐蚀性进行量化,以此保证不同试验室之间模拟腐蚀环境的一致性。由于货油舱内的腐蚀因素涉及腐蚀性气体、干湿交替环境、温度变化等多重因素,在模拟该环境时一个或多个因素的误差对环境腐蚀性产生的影响无法评估,造成了目前没有统一的货油舱耐蚀钢评价标准。 本标准采用标样法对环境腐蚀性的进行量化统一,即在耐蚀钢进行试验的同时采用一组常规钢标样置于相同的试验条件中进行试验,试验后通过标样的腐蚀失重、腐蚀速率等数据对环境的腐蚀性进行量化评估,当标样的腐蚀速率位于规定的误差范围内时,认为试验有效。