船舶与海洋工程用结构钢.docx

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船舶与海洋工程用结构钢

GB712-200×

《船舶及海洋工程用结构钢》

国家标准编制说明

《船舶及海洋工程用结构钢》国家标准项目组

二〇〇八年七月

GB712-200×《船舶及海洋工程用结构钢》

国家标准编制说明

1工作概况

1.1任务来源

我国船舶产业经历了从上世纪五、六十年代的发展（60年代初已自主研发成“东风”号万吨轮），九十年代以后快速发展，到目前向高技术含量、大吨位、专业化船舶发展，我国已能自主研发、生产远望号测量船、雪龙号科考船以及30万吨油轮、大型散装货轮、装载万箱的大型集装箱船及LNG船等各种技术先进的大型船舶，使我国已济身世界造船大国行列，正向世界造船强国迈进。

近年来，因中国等新兴发展中国家对矿石、石油等资源的大量需求，国际航运界得到加快发展，新船订单不断增加，我国2010年的新船订单达1.3亿载重吨，已排在世界第一。

随着新船订单的持续增加，船舶及海洋工程用结构钢的需求数量和质量都快速增长。

到2010年，我国建造的散货船、油船市场占有率将分别提升到世界第一位和世界第二位，集装箱船市场占有率将接近韩国，LNG船市场占有率达到20%以上，成为高新技术船舶重要生产国。

届时，造船用钢预计达到1000万吨以上；计划建造海洋平台近80座，需海洋平台用高等级系列钢材约160万吨左右，其中，自升式海洋平台的桩腿、悬臂梁、升降齿条机构等需要460MPa～690MPa钢级及690MPa以上钢级的高强度或特厚（最大厚度达到259mm）等专用钢。

与此同时，随着近二十年国民经济的快速发展，我国冶金工业也得到了高速发展。

特别是近年来，我国钢铁企业技术进步很快，装备和工艺也已经达到世界先进水平。

国产船舶和海洋工程用钢的品种不断开发、实物质量大幅提升，不仅在产量上，而且在质量上已能够基本满足我国船舶工业发展的需要，为我国造船业提供了坚实的钢铁基础。

全国已有50余条中厚板生产线，产能达5600万吨，在建、拟建10余套3500mm以上轧机，新增产能约1500万吨，许多条生产线工艺装备达到国际一流水平，至2010年中厚板产能将达到7000万吨。

从以前大量使用的一般强度级A、B、D和高强度级AH32、AH36、DH32、DH36发展到E、EH32、EH36，直至高强度级的AH40、DH40、EH40、FH40和超高强度钢级的420、460、500、550钢级，甚至有更高强度要求和-196℃冲击试验的特殊船钢（LNG船）。

以鞍钢为例：

鞍钢的船板产量逐年大幅度提高，2003年销售32万吨，2004年销售70万吨，2005年销售87万吨，2006年销售约110万吨，2007年销售约170万吨，约占国内市场份额的20%左右。

船钢等级也由1994年开始CCS认可时的A、B、D、AH32、AH36、DH32、DH36，发展到目前FH550钢级取得九国船级社认可，低温压力容器用9%Ni钢板也取得了CCS、LR、DNV船级社和容标委认可。

我国船钢出口也在逐年增加，主要出口对象是目前世界上最大的造船国--韩国的现代、三星、大宇以及STX等企业，部分出口日本、美国、欧洲等国家和地区。

GB/T712-2000《船体用结构钢》国家标准实施的几年来，对当时的船钢发展和钢厂工艺技术进步起到了积极的促进和推动作用，但因船东委托船级社对船舶进行监造，船钢均需通过船级社认可，按船规交货及验收，所以，执行国家标准的船用钢材的量较小。

按国家标准体系和标准要充分反映出钢厂在船钢方面的科研成果，并使之快速商品化，及提高产品实物质量，与国外先进标准接轨、促进技术进步，根据全国钢标准化技术委员会SAC/TC183钢标委[2008]01号《关于下达全国钢标委2008年第一批国家标准制修订计划项目的通知》安排（第70项计划编号20077223-Q-605），将推荐性国家标准--GB/T712-2000《船体用结构钢》修订为强制性国家标准--GB712-200×《船体及海洋工程用结构钢》。

从当今国际上高强度、超高强度船钢发展看，普遍采用低碳含量（低碳当量），微合金化，控轧控冷、热处理等工艺技术路线。

微合金元素的加入不但能起到提高强度，补偿降低碳含量所带来的强度损失，同时他们对提高钢材的焊接性能、力学和工艺性能。

从我国钢厂装备和技术水平来看，能够达到高强度、高韧性、高焊接性能，以及厚度方向性能等要求。

因此，此次修订GB/T712，等同采用国外先进标准（各国船级社规范）、引用国家基础标准，纳入高强度、超高强度的新钢级，技术水平比原标准有较大幅度的提高，使本标准能够满足新型现代化大型船舶的设计和建造要求，并能促进我国生产船钢实物质量稳定提高和达到国际先进水平，也能推动企业技术进步，为我国企业加入国际市场竞争创造更有利的条件，标准水平要达到国际先进水平。

1.2编制单位

鞍钢股份有限公司负责修订GB712-200×《船舶及海洋工程用结构钢》国家标准的编制起草工作，主要参加单位有：

冶金工业信息标准研究院等。

1.3标准编制的主要工作过程及工作计划

⑴鞍钢于2007年进行了起草标准的数据收集、情况调研、问题分析等准备工作，年底前，形成国家标准（草案）。

⑵2008年一季度：

发出标准征求意见稿--征求上级标准主管部门、生产和顾客行业代表企业及研究院所意见，根据反馈意见的汇总处理结果，确定征求意见（二稿）或（讨论稿）。

⑶2008年二季度：

针对国家标准征求意见（二稿）的反馈意见，进行必要的修改工作，形成国内外同类产品标准水平对比分析和意见汇总处理表，必要的数据分析等。

编写标准预审稿并发出征求主要生产企业、行业主要顾客及相关科研设计院所意见。

⑷2008年7月22日在通化召开标准讨论会议。

同月底完成标准送审稿，报钢标委。

⑸2008年三季度：

根据送审稿意见，修改、形成国家标准审定稿。

召开标准审定会议。

完成标准报批材料。

1.4主要起草人及其所承担工作的简要说明

1.4.1本标准主要起草人：

为了实现“科学、合理、先进、实用”的国家标准编制原则，GB712-200×《船舶及海洋工程用结构钢》国家标准的修订，需要生产和使用“两个行业”的专家共同努力，因此，在全国钢标准化技术委员会的大力支持下，成立标准编制工作组，努力实现标准起草原则的要求。

1.4.2主要起草人所承担的标准研究工作：

⑴收集、对比相关国内外标准，确认为满足要求、确定为现行有效版本：

CCS规范（2006）中国船级社钢质海船入级与建造规范

ABS规范（2006）美国船级社钢质海船入级与建造规范

DNV规范（2007）挪威船级社钢质海船入级与建造规范

GL规范（2005）德国船级社钢质海船入级与建造规范

LR规范（2005）英国船级社钢质海船入级与建造规范

BV规范（2005）法国船级社钢质海船入级与建造规范

KR规范（2006）韩国船级社钢质海船入级与建造规范

RINA规范（2005）意大利船级社钢质海船入级与建造规范

NK规范（2005）日本船级社钢质海船入级与建造规范

ZY规范（2005）钢质海洋渔船建造规范

ASTME23金属材料冲击试验方法

GB/T222钢的成品化学成分允许偏差

GB/T223钢铁及合金化学分析方法

GB/T228金属材料室温拉伸试验方法（eqvISO6892:

1998）

GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法（eqvISO148:

1983、ISO83:

1976）

GB/T232金属材料弯曲试验方法（eqvISO7438:

1985）

GB/T247钢板及钢带检验、包装、标志及质量证明书的一般规定

GB/T2101型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定

GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备（eqvISO377:

1997）

GB/T4336碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）

GB/T5313厚度方向性能钢板

GB/T14977热轧钢板表面质量的一般要求

GB/T16270-1996高强度结构钢热处理和控轧钢板、钢带

GB/T17505钢及钢产品交货一般技术要求（eqvISO404:

1992）

GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法（eqvISO40414284：

1996:

）

YB/T081冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则

EN10025-1：

2004结构钢热轧产品第1部分一般交货技术条件

EN10025-2：

2004结构钢热轧产品第2部分非合金结构钢交货技术条件

EN10025-3：

2004结构钢热轧产品第3部分正火/正火轧制焊接用细晶粒结构钢交货技术条件

EN10025-4：

2004结构钢热轧产品第4部分热机械轧制焊接用细晶粒结构钢交货技术条件

EN10025-5：

2004结构钢热轧产品第5部分改进型耐大气腐蚀结构钢交货技术条件

EN10025-6：

2004结构钢热轧产品第6部分调质高屈服强度结构钢扁平材交货技术条件

ISO4950：

2003高屈服强度扁平钢材

ISO4951：

2001高屈服强度棒材和型材

ASTME23金属材料冲击试验方法

ASTMA242/A242M：

2004高强度低合金结构钢

ASTMA572/A572M：

2007高强度低合金铌-钒结构钢

ASTMA578M特殊用途普通钢板和复合钢板直射声束超声波检测标准

JISG3106：

2004焊接结构用轧制钢材

⑵对船舶及海洋工程用结构钢实物质量（尺寸外形及其允许偏差、化学成分、力学性能和工艺性能）进行测量、统计、对比和分析；

⑶收集顾客对船舶及海洋工程用结构钢关注的质量指标要求；

⑷编写本标准各稿和标准编制说明、标准水平对比分析、意见汇总及处理、实物质量数据的统计与分析；

⑸对标准中主要技术指标确定所需的论证材料和理论研究材料；

⑹完成标准的报批稿；

⑺策划标准宣贯工作，落实标准宣贯方式及人员，组织编写标准宣贯材料。

2标准化对象、制定标准的原则、采标程度及主要技术特点

2.1标准化对象简介

本标准的标准化对象为：

船舶及海洋工程用结构钢板、钢带和型钢。

具体规定了船舶及海洋工程结构用钢的订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。

2.2标准的制定原则

⑴采用国际标准和国外先进标准的原则。

⑵满足用户需求的原则。

力争达到“科学、合理、先进、实用”。

⑶产品系列化的原则。

⑷与国家标准体系协调一致的原则。

2.3采用国际标准和国外先进标准的一致性程度

通过对国外先进标准最新版本的收集、分析，遵循采用国外先进标准的原则，本标准等效采用中国船级社CCS规范：

2006《材料与焊接规范》、美国船级社ABS规范：

2006《钢质海船入级与建造规范》、法国船级社BV规范：

2005《钢质船舶入级规范》、挪威船级社DNV规范：

2007《船舶、高速轻型船舶和海军水面舰艇规范》、德国船级社GL规范：

2005《钢质海船入级与建造规范》、韩国船级社KR规范：

2006《船用钢材入级规范》、英国船级社LR规范：

2005《钢质海船入级与建造规范》、N日本船级社K规范：

2005《钢质海船入级与建造规范》、意大利船级社RINA规范：

2005《船体结构和入级规范》及中国渔船级社ZY规范：

2005《钢质海洋渔船建造规范》。

等效采用九国船级社规范，是我国发展船舶及海洋工程结构用钢的需要，是我国规范船舶及海洋工程结构用钢标准体系的需要，是我国企业按九国船规生产和出口的需要，是国家标准转化国际标准的需要。

2.4本标准的主要技术特点

⑴等效采用九国船级社规范，增加了高强度、超高强度钢级（焊接结构用高强度）的AH420～FH690牌号及其Z向钢Z25～Z35两个级别及技术要求。

⑵加严了钢材化学成分中有害元素P、S的规定；增加了高强度、焊接结构用高强度新牌号钢材的交货状态；增加了钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定；修改了钢材力学性能的规定、提高了冲击功值等。

⑶依据钢材不同的交货状态，推荐采用控轧控冷、正火轧制、热机械轧制（TMCP）、调质及新发展的控制相变（TMCP+RPC）工艺技术，推动生产技术的进步，促进高强度、高韧性和高焊接性能船舶及海洋工程用结构钢发展。

⑷表面质量规定：

钢带允许缺陷长度由10%减少到6%，提高了产品实物质量。

钢材表面缺陷可以采用修磨等措施清除，可以采用焊补工艺进行挽救，落实了国家资源节约型的科学发展观。

3标准中主要技术内容确定的依据

3.1关于标准名称及范围

3.1.1申报和下达国家标准制修订计划的名称是“船体及海洋工程用结构钢”，根据中国船舶检验局的意见，建议修改为：

“船舶及海洋工程用结构钢”，讨论会通过。

3.1.2本标准的适用范围广泛、准确，涵盖钢板、钢带及型钢。

本标准“适用于制造远洋、沿海和内河航区航船、渔船及海洋工程结构用厚度不大于100mm的钢板和厚度不大于25.4mm的钢带及厚度或直径不大于50mm的型钢。

”

3.1.3本标准规定的适用范围能够满足国内外顾客的需要。

3.2分类及牌号

3.2.1船用钢按用途分类为：

一般强度船舶及海洋工程用结构钢、高强度船舶及海洋工程用结构钢和超高强度船舶及海洋工程用结构钢三类。

船用钢的牌号、Z向钢级别及用途应符合表1的规定。

表1

牌号

Z向钢

用途

A、B、D、E

Z25、Z35

一般强度船舶及海洋工程用结构钢

AH32、DH32、EH32、FH32

AH36、DH36、EH36、FH36

AH40、DH40、EH40、FH40

Z25、Z35

高强度船舶及海洋工程用结构钢

AH420、DH420、EH420、FH420

AH460、DH460、EH460、FH460

AH500、DH500、EH500、FH500

AH550、DH550、EH550、FH550

AH620、DH620、EH620、FH620

AH690、DH690、EH690、FH690

Z25、Z35

超高强度船舶及海洋工程用结构钢

3.2.2上述牌号能够满足目前国内钢厂所能够生产及以后一定时期内将要生产的船用钢常规产品。

3.3订货内容

3.3.1本标准规定了订货内容，明确用户须提供的信息，以保证订货准确性和产品满足顾客的个性化要求并通过ERP系统去实现。

因此，订货时，需方应提供下列信息：

a）订货标准；

b）牌号；

c）规格；

d）船用钢的边缘状态；

e）尺寸、外形精度的具体要求；

f）重量；

g）表面状态；

h）交货状态；

i）标志；

j）特殊要求。

3.3.2订货合同对上述订货内容中d）～h）项内容未明确时，可由供方自行确定。

3.3.3上述订货内容便于生产厂识别顾客的真正需求（包括明示的、潜在的要求），以高质量的产品满足顾客的个性化需求。

3.4关于尺寸、外形、重量及允许偏差

3.4.1本标准讨论稿规定：

“尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定”。

没有在标准中明确，利于船用型钢的品种发展。

本次讨论会确定：

船用钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709的规定，厚度负偏差不大于0.30mm。

型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定。

3.4.2尺寸、外形、重量及允许偏差的相应标准有：

GB/T706-1988热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T707-1988热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T709-2006热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T9787-1988热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T9788-1988热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T9946-1988热轧L型钢尺寸、外形、重量及允许偏差

GB/T11263-2005热轧H型钢的尺寸、外形、重量及允许偏差

以上是引用国家钢材的尺寸、外形、重量及允许偏差基础标准，发挥基础标准的作用，提高了标准的适用性和操作性。

3.4.3理论计算重量

本标准虽没有明确规定理论计算重量计算厚度附加值问题，但符合GB/T709的规定，GB/T709中规定了理论计算重量的厚度附加值计算。

会议讨论有两种意见：

一种是明确厚度附加值按GB/T709规定计算；另一种意见是理论计算重量的厚度附加值是商务问题，由钢板价格来解决，出口及国外贸易均如此。

各种钢材应以实际重量交货。

当采用理论计重时，应符合产品标准或尺寸、外形、重量及允许偏差标准规定。

3.5钢的牌号和化学成分

3.5.1钢的牌号及表示方法

3.5.1.1本标准规定的钢级和牌号是等同采用九国船级社船规，比原标准增加了24个牌号：

超高强度钢牌号--AH420、DH420、EH420、FH420、AH460、DH460、FH460、A5H00、DH500、EH500、FH500、AH550、DH550、EH550、FH550、AH620、DH620、EH620、FH620、AH690、DH690、EH690、FH690。

3.5.1.2钢级符号表示：

如A、B、D、E为屈服强度235MPa钢级的四个牌号，表示同一钢级冲击试验温度不同，分别表示20℃、0℃、-20℃、-40℃冲击；

A、D、E、F的32、36、40三个强度级别，分别为屈服强度32kg（315MPa）、36kg（355MPa）、40kg（390MPa）钢级的四个牌号，表示同一钢级冲击试验温度不同，分别表示0℃、-20℃、-40℃、-60℃冲击；A、D、E、F的420、460、500、550四个强度级别，分别为上屈服强度420MPa、460MPa、500MPa、550MPa钢级的四个牌号，表示同一钢级冲击试验温度不同，分别表示0℃、-20℃、-40℃、-60℃冲击。

本标准牌号的规定：

等同采用中国船级社CCS规范的规定。

钢的牌号由代表质量级别的英文字母、屈服强度数值两个部分组成。

例如：

D36。

其中：

D——质量等级为D级；

36——屈服强度数值，单位kg/mm2。

当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向（Z向）性能级别的符号，例如：

D36Z25。

3.5.1.3根据近年国内开发高强度焊接结构用钢板技术成熟度和实物质量稳定的状况，550钢级及以下钢级有生产业绩数据支撑；620、690钢级虽暂时没有生产船用钢，但在其它行业和用途方面，有大量生产业绩，钢厂已有研发和生产的技术和装备能力，而且等同采用各船级社规范也是依据之一。

高强度钢级纳入本标准，是生产和使用的需要，是技术进步和经济发展的需要，是冶金行业近年技术装备水平快速发展成果的体现。

3.5.2厚度方向性能的规定

a）因本标准规定范围的增加，尺寸规格的扩大，造船、海洋工程的要求，对钢材厚度方向性能提出了具体的要求，本标准增加了各牌号厚度方向性能规定，可加上Z25、Z35，目前了解的情况是：

不能使用Z15。

具体要求引用到GB5313中。

b）顾客要有明确要求，在订货合同上明示。

c）牌号表示方法。

在所订购钢材的牌号后面，加上厚度方向性能级别。

如：

D36Z25。

3.5.3化学成分

3.5.3.1化学成分的设置原则：

a）C、Si、Mn、N等基础元素含量等同采用船规规定（尽量宽松），给生产厂留出足够的空间，用以针对不同牌号、不同厚度、不同性能要求，而采用不同工艺路线、不同交货状态。

本标准只规定上限，既体现标准最大自由度原则，也给生产厂创造了选择生产成本最低工艺路线的条件。

船用钢材焊接使用，普遍采用降低碳当量的成分设计，从而改善钢的焊接性能和提高热影响区的韧性。

b）对钢中P、S有害元素，加严控制，以保证结构钢的质量。

低硫、低磷控制可显著提高结构钢的断裂韧性，同时改善钢的可铸性而使铸坯裂纹最小化，也可降低钢在轧制过程中的热变形抗力，提高钢的塑性。

本标准规定的P、S含量，与专用的低合金高强度钢材的国家标准相比是适中的，实际生产控制要比本标准规定严格。

c）对钢中添加Al、Nb、V、Ti、Mo及Cr、Ni、Cu等合金元素，等同采用船级社规范的规定，这里首先考虑的是符合船规规定。

考虑到实际生产中，可加入微B进行处理的，故在船规的基础上，增加了B含量规定。

d）成分设计充分考虑了正火轧制、TMCP等控制轧制工艺的应用，使之相适宜。

同时考虑了保证微量元素在钢中所起作用的最小量，也考虑其含量增加对钢材焊接性能的影响。

3.5.3.2与上版标准相比，成分变化如下：

各牌号的化学成分略有变化，主要是增加高强度、超高强度钢牌号及成分、P和S含量降低。

3.5.3.3化学成分的国内外标准对比见附表1。

3.5.4碳当量及裂纹敏感系数

3.5.4.1本标准采用碳当量计算公式是船规和国际通用的国际焊接协会规定的计算公式：

CEV=C+1/6Mn+1/5（Cr+Mo+V）+1/15（Ni+Cu）

碳当量数值采用船规的规定。

3.5.4.2本标准中规定：

“根据需要，可用焊接裂纹敏感性指数（Pcm）代替碳当量评估钢材的可焊性”。

就是当采用碳当量计算，其值不能较好地反映焊接性能时，采用裂纹敏感系数代替碳当量评估钢材的可焊性，其计算公式：

Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B

采用裂纹敏感系数代替碳当量评估钢材的可焊性是国际上评价钢材焊接性能的趋势，特别是对于近年在国际上普遍采用的控轧控冷、热机械轧制（TMCP）及（或+）调质技术的成熟应用和推广，使碳当量大为降低，直接提高钢板的焊接性能，简化焊接工艺，提高焊接效率，减轻焊工劳动强度等。

3.6冶炼方法

本标准规定“钢由转炉或电炉冶炼，需要时，应进行炉外精炼”。

炉外精炼似乎是最让顾客放心的保证质量的手段，炉外精炼方法多种，但以产品实物质量能达到顾客满意为准。

3.7交货状态

3.7.1本标准规定交货状态分为：

AR-热轧；CR-控轧；N-正火；TM（TMCP）-温度-形变控制轧制；QT-调质（淬火+回火）。

温度-形变控制轧制TM（TMCP）--本标准采用船级社规范的定义。

3.7.2各钢厂根据各国船级社认可证书上确定的钢材及规格，所对应的交货状态进行组织生产，它与钢材钢级、质量等级、厚度等直接相关。

如：

调质：

淬火+回火（高温回火--获得回火索氏体、低温回火—获得回火马氏体--消除应力），这是生产工艺路线的反映，也是在满足顾客对产品质量要求的前提下，生产工艺和成本优化，符合建设节约型社会的要求。

3.8力学性能

3.8.1屈服强度

3.8.1.1各钢级的表示数值就是屈服强度，屈服强度规定，国家标准也是各不相同。

本标准采用船级社规范的规定，选用上屈服强度ReH。

3.8.1.2对厚度效应，国内、外标准规定也各不相同，所以，等同采用船级社规范的规定。

3.8.2抗拉强度

抗拉强度采用九国船级社规范的规定。

因各国规范规定的数值存在小的差异，考虑到标准的先进性，故采用合并后的交集值。

3.8.3低温V型冲击试验及冲击功值

冲击功等同采用船级社规范的规定。

3.8.4钢材厚度方向性能

钢材厚度方向断面收缩率采用GB/T5313的规定。

3.8.5力学性能的国内外标准对比见附表2。

3.9表面质量

3.9.1本标准规定：

“船用钢表面不应有气泡、结疤、裂纹、折叠、夹杂和压入氧化铁皮等有害缺陷。

船用钢端面不应有分层”。

“船用钢的表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈及由于压入氧化铁皮和轧辊所造成的不明显