液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板編制說明

《液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板》標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、任務(wù)來源本文件由中國特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院作為標(biāo)準(zhǔn)組織協(xié)調(diào)單位。根據(jù)中國特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，由南京鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同參與起草，并共同參與前期研究、調(diào)研和標(biāo)準(zhǔn)的編制、修改、技術(shù)數(shù)據(jù)驗(yàn)證以及標(biāo)準(zhǔn)推廣等工作。二、制定本文件的目的和意義對二氧化碳的捕捉、利用與封存已成為全球探索未來減碳路徑的重要方式，而液化二氧化碳運(yùn)輸船是其中不可或缺的一環(huán)。據(jù)相關(guān)能源咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2030年將需要一支由55艘液化二氧化碳（LCO2）運(yùn)輸船組成的船隊(duì)，以滿足海上碳封存項(xiàng)目即將帶來的需求。二氧化碳在運(yùn)輸儲(chǔ)存過程中一般是低溫環(huán)境下呈液化狀態(tài)，因此二氧化碳運(yùn)輸船對于鋼板的強(qiáng)度、低溫韌性、屈強(qiáng)比、抗開裂性等有著更高的要求，液化二氧化碳運(yùn)輸需要保持低溫、高壓兩種狀態(tài)，因此建設(shè)二氧化碳運(yùn)輸船技術(shù)要求較高，此前在國內(nèi)外尚無相關(guān)實(shí)踐案例。隨著近些年發(fā)展的需要，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)逐步研發(fā)出具備高強(qiáng)度、超低溫韌性、抗開裂性能（CTOD）等良好性能的低溫鋼，已經(jīng)在二氧化碳運(yùn)輸船中應(yīng)用，填補(bǔ)了二氧化碳存儲(chǔ)運(yùn)輸材料領(lǐng)域的空白。目前國家標(biāo)準(zhǔn)《船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T712-2022），適用于制造遠(yuǎn)洋，沿海和內(nèi)河航區(qū)航行船舶、漁船等船體結(jié)構(gòu)用厚度不大于150mm及海洋工程結(jié)構(gòu)用厚度不大于250mm的鋼板，厚度不大于25.4mm的鋼帶及剪切板。該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求是普適性要求，缺乏針對二氧化碳運(yùn)輸船用鋼板，低溫、高壓等針對性的要求，不適用于二氧化碳運(yùn)輸船用低溫鋼板的指導(dǎo)，本標(biāo)準(zhǔn)的制定，便于積極應(yīng)對大型液化二氧化碳運(yùn)輸船市場擴(kuò)大帶來的鋼材需求增加，并完善船用鋼板的標(biāo)準(zhǔn)體系。三、標(biāo)準(zhǔn)編制過程南京鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同承擔(dān)了《液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，共同組建了該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)起草小組，明確各自的責(zé)任和分工并開展工作。在《液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板》標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，起草小組認(rèn)真查閱有關(guān)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以《船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T712）為參考，并考慮船級(jí)社的相關(guān)認(rèn)可要求，結(jié)合國內(nèi)液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板主要兩家生產(chǎn)企業(yè)，鞍鋼和南鋼的生產(chǎn)情況，產(chǎn)品下游用戶對液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板的性能要求，進(jìn)行本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。2024年4月：提出制定標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，并進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)征求意見和論證工作；2024年5月：中國特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布項(xiàng)目計(jì)劃；2024年7-8月：進(jìn)行起草標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、問題分析和相關(guān)資料收集等準(zhǔn)備工作，完成了標(biāo)準(zhǔn)制定提綱、標(biāo)準(zhǔn)草案；2024年8月：工作組內(nèi)征求意見和討論；2024年9月：計(jì)劃召開標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)，圍繞標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行討論，按照與會(huì)意見和建議將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板》進(jìn)行修改，形成征求意見稿并發(fā)出征求意見；2024年9月：計(jì)劃完成征求意見處理、形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿；2024年X月：計(jì)劃完成該標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，上報(bào)中國特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)審批；2024年X月：計(jì)劃發(fā)布、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。四、討論會(huì)后修改1、表3，修改角注，a、b、c2、7.4.3參照國標(biāo)通用標(biāo)準(zhǔn)表述。3、增加……具體CTOD特征是要求在合同中注明。4、CTOD試驗(yàn)在新牌號(hào)、新規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行船級(jí)社初次認(rèn)證時(shí)進(jìn)行。5、9.2組批規(guī)則，……每批由同一爐號(hào)、同一牌號(hào)、同一厚度、同一熱處理批次成品鋼板組成。6、其他編輯性修改。五、標(biāo)準(zhǔn)編制原則一是滿足用戶使用需要的原則。力爭達(dá)到“科學(xué)、合理、先進(jìn)、實(shí)用”。二是實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)供給側(cè)改革的原則。爭取實(shí)現(xiàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的“及時(shí)性”、“先進(jìn)性”和“市場性”的要求。三是技術(shù)創(chuàng)新的原則。在與國家標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)一致的基礎(chǔ)上，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在標(biāo)準(zhǔn)中充分體現(xiàn)新產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位南京鋼鐵股份有限公司具有一定液化二氧化碳儲(chǔ)罐用鋼領(lǐng)域鋼板產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步完善鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，保障二氧化碳船用儲(chǔ)罐的使用安全，冶金規(guī)劃院等單位積極配合起草組開展標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研等基礎(chǔ)工作，標(biāo)準(zhǔn)研制過程中，編制組細(xì)致收集比對現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)，著重調(diào)研下游行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)，并廣泛征求利益相關(guān)方意見，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的適用性、先進(jìn)性和公正性，提升標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施效果。六、標(biāo)準(zhǔn)的研究思路及內(nèi)容（一）編制思路《液化二氧化碳運(yùn)輸船用低溫儲(chǔ)罐鋼板》主要以解決企業(yè)生產(chǎn)和下游需求為導(dǎo)向，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與研制。據(jù)悉，液化二氧化碳低溫儲(chǔ)罐主要由鋼板進(jìn)行加工后制得，原材料質(zhì)量對二氧化碳運(yùn)輸船的使用壽命影響較大。根據(jù)使用環(huán)境的需要，低溫韌性與焊接性能是影響二氧化碳運(yùn)輸船用鋼的主要因素，除與鋼材成分有關(guān)外，還與鋼板組織均勻性有較大關(guān)系，是保障產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)。本文件在編制過程中指標(biāo)體系的設(shè)置參考《船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T712）、船級(jí)社規(guī)范要求，產(chǎn)品性能指標(biāo)根據(jù)南鋼的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行完善，并重點(diǎn)對下游客戶關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行完善補(bǔ)充，使標(biāo)準(zhǔn)更具有針對性和實(shí)用性。（二）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架本文件包含以下部分前言1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4分類和代號(hào)5訂貨內(nèi)容6尺寸、外形、重量7技術(shù)要求8試驗(yàn)方法9檢驗(yàn)規(guī)則10包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書（三）主要技術(shù)內(nèi)容1.范圍目前下游客戶定制化主要為80mm以下產(chǎn)品，本文件適用制造液化二氧化碳運(yùn)輸船儲(chǔ)罐用厚度不大于80mm的鋼板。2.規(guī)范性引用文件本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。3.術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4．牌號(hào)表示方法本文件命名方式不同于GB/T712，采用常用的牌號(hào)表示方法，體現(xiàn)細(xì)分領(lǐng)域用途，避免發(fā)生重復(fù)。鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度的“屈”字的漢語拼音首字母“Q”、規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度值、國際上代表液化二氧化碳的英文字母“LC”（LiquefiedCarbondioxide的縮寫）三部分組成。示例：Q690LC當(dāng)需方要求鋼板具有厚度方向性能時(shí)，則在上述規(guī)定的牌號(hào)后加上代表厚度方向（Z向）性能級(jí)別的符號(hào)，例如：Q690LCZ25。5.訂貨內(nèi)容按本文件訂貨時(shí)，合同或訂單應(yīng)包括下列內(nèi)容：本文件編號(hào)；產(chǎn)品名稱；牌號(hào)；尺寸及精度；重量；交貨狀態(tài)；特殊要求。6.尺寸、外形、重量鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T709規(guī)定。鋼板的厚度允許偏差應(yīng)符合GB/T709-2019中的C類規(guī)定。7技術(shù)要求7.1牌號(hào)和化學(xué)成分本文件給出了產(chǎn)品的化學(xué)成分要求，碳當(dāng)量要求和計(jì)算公式，本文件的成分設(shè)計(jì)參考GB/T712中F級(jí)鋼的化學(xué)成分，355級(jí)和390級(jí)主要為TMCP交貨狀態(tài)，500級(jí)、550級(jí)和690級(jí)參照QT交貨狀態(tài)產(chǎn)品，加嚴(yán)了S含量的要求?？紤]到本標(biāo)準(zhǔn)對鋼板的低溫韌性及焊接性能與GB/T712相比加嚴(yán)了690級(jí)產(chǎn)品的碳當(dāng)量上限，減低690級(jí)鋼板中碳含量的上限，本文件與GB/T712對比情況見下表。，表1鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分（熔煉分析）標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CSiMnPSCrCuMoNbVTiBZrNAltNi不大于不小于本文件Q355LC0.160.401.600.0200.0050.200.350.080.050.100.02——0.0120.020≤0.80國標(biāo)FH360.160.500.90～1.600.0200.0200.200.350.080.02～0.050.05～0.100.02——0.0090.020≤0.80本文件Q390LC0.160.401.600.0200.0050.200.350.080.050.100.02——0.0120.020≤0.80國標(biāo)FH400.160.500.90～1.600.0200.0200.200.350.080.02～0.050.05～0.100.02——0.0090.020≤0.80本文件Q500LC0.180.801.700.0200.0051.500.500.700.060.120.050.005—0.0150.0180.20~1.50國標(biāo)FH500（QT）0.180.801.700.0200.0101.500.500.700.060.120.050.005—0.0150.018≤2.00本文件Q550LC0.180.801.700.0200.0051.500.500.700.060.120.050.005—0.0150.0180.20~1.50國標(biāo)FH550（QT）0.180.801.700.0200.0101.500.500.700.060.120.050.005—0.0150.018≤2.00本文件Q690LC0.120.801.700.0200.0051.500.300.700.060.120.050.0050.150.0150.0181.50-2.50國標(biāo)FH690（QT）0.180.801.700.0200.0101.500.500.700.060.120.050.005—0.0150.018≤2.00表2碳當(dāng)量（熔煉分析）標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)碳當(dāng)量CEV/%公稱厚度/mm≤5050~80本文件Q355LC≤0.38≤0.40國標(biāo)FH36≤0.38≤0.40本文件Q390LC≤0.40≤0.42國標(biāo)FH40≤0.40≤0.42本文件Q500LC≤0.48≤0.50國標(biāo)FH50≤0.48≤0.50本文件Q550LC≤0.56≤0.60國標(biāo)FH55≤0.56≤0.60本文件Q690LC≤0.60≤0.62國標(biāo)FH69≤0.64≤0.667.2冶煉方法本文件規(guī)定鋼由電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉，應(yīng)進(jìn)行爐外精煉。7.3交貨狀態(tài)本文件規(guī)定鋼板以熱機(jī)械控制軋制（TMCP）或淬火+回火狀態(tài)交貨。7.4力學(xué)性能和工藝性能本文件鋼板力學(xué)性能指標(biāo)符合表3的規(guī)定。鋼板的力學(xué)性能參考了相關(guān)國標(biāo)、IGC船規(guī)的要求、實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的要求，進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，增加了屈強(qiáng)比的指標(biāo)，保證產(chǎn)品的使用性能，考慮到CO2在一個(gè)大氣壓下液化溫度為-78.5℃，本文件增加了-85℃的沖擊試驗(yàn)要求。本文件的產(chǎn)品組織和力學(xué)性能的穩(wěn)定性和均勻性較高，縮小抗拉強(qiáng)度的控制范圍，斷后延伸率、沖擊吸收能量和抗拉強(qiáng)度與國標(biāo)基本一致。厚度方向性能鋼板的厚度方向斷面收縮率應(yīng)符合GB/T5313的規(guī)定。增加模擬焊后熱處理（PWHT）的雙方協(xié)商項(xiàng)，此項(xiàng)指標(biāo)來源于IGC船規(guī)的要求。表3力學(xué)性能牌號(hào)厚度橫向拉伸試驗(yàn)橫向夏比V型沖擊試驗(yàn)屈服強(qiáng)度aReH/MPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa屈強(qiáng)比斷后伸長率A/%試驗(yàn)溫度/℃沖擊值KV2/JQ355LC≤40≥355490~620≤0.94≥21-60≥27＞40-80-85≥27FH36≤50≥355490~630—≥21-60≥24＞50-70-60≥27＞70-150-60≥34Q390LC≤40≥390510~650≤0.94≥20-60≥27＞40-80-85≥27FH40≤50≥390510~660—≥20-60≥27＞50-70-60≥31＞70-150-60≥37Q500LC≤50≥500590~770≤0.96≥17-60≥33＞50-80≥480590~770≤0.96≥17FH5003~50≥500590~770—≥17-60≥33＞50-100≥480≥17Q550LC≤50≥550640~820≤0.96≥16-60≥37＞50-80≥530640~820≤0.96≥16FH5503~50≥550640~820—≥16-60≥37＞50-100≥530≥16Q690LC≤50≥690770~940≤0.97≥14-60≥46＞50-80≥670770~940≤0.97≥14FH6903~50≥690770~940—≥14-60≥46＞50-100≥650770~940≥14a當(dāng)屈服不明顯時(shí)，可測量規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2代替ReH。7.5CTOD試驗(yàn)相較于GB/T712，本文件新增CTOD試驗(yàn)，按照GB/T2358標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CTOD試驗(yàn)，鋼板CTOD性能應(yīng)符合表4的規(guī)定。CTOD試驗(yàn)在新牌號(hào)、新規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行船級(jí)社初次評(píng)價(jià)時(shí)進(jìn)行。表4鋼板CTOD性能牌號(hào)試驗(yàn)溫度（℃）CTOD特征值δm（mm）Q355LC-55≥0.20Q390LC-55≥0.20Q500LC-55≥0.20Q550LC-55≥0.20Q690LC-35≥0.207.6晶粒度由于下游客戶對于晶粒度關(guān)注度不高，且國標(biāo)控制指標(biāo)不算嚴(yán)格，本文件刪除了晶粒度的要求。7.7表面質(zhì)量參考GB/T712，刪除允許帶缺陷交貨條款，增加鋼板不允許焊補(bǔ)條款。7.7超聲檢測鋼板應(yīng)逐張按NB/T47013.3進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，合格級(jí)別在合同中注明。8.試驗(yàn)方法 8.1鋼的化學(xué)成分試驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T4336、GB/T20123、GB/T2014、GB/T20125或通用的化學(xué)分析法進(jìn)行，仲裁時(shí)應(yīng)按GB/T223.5、GB/T223.9、GB/T223.11、GB/T223.14、GB/T223.19、GB/T223.23、GB/T223.26、GB/T223.37、GB/T223.40、GB/T223.58、GB/T223.62、GB/T223.69、GB/T223.78、GB/T223.79、GB/T223.84、GB/T223.85、GB/T223.86、GB/T11261、GB/T20125的規(guī)定進(jìn)行。8.4章節(jié)針對鋼板的檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法提出要求，具體內(nèi)容如表5所示。表5檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣數(shù)量、取樣方法和試驗(yàn)方法序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣數(shù)量取樣方法試驗(yàn)方法1化學(xué)成分熔煉分析1個(gè)/爐GB/T20066成品分析試樣應(yīng)位于板厚1/4處見8.1成品分析1個(gè)/批2拉伸試驗(yàn)1個(gè)/批GB/T2975GB/T228.13沖擊試驗(yàn)3個(gè)/批GB/T2975GB/T2294厚度方向性能3個(gè)/批GB/T5313GB/T53135CTODa協(xié)商—GB/T23586超聲波檢驗(yàn)逐張—GB/T29707表面質(zhì)量逐張—目視8尺寸、外形逐張—合適的量