中华人民共和国国家标准《船舶及海洋工程用结构钢》(GB/T 712-2022)解读

发布日期:2022-10-12 | 实施日期:2023-02-01 | 替代标准:GB/T 712-2011

一、标准概述

标准名称:船舶及海洋工程用结构钢
标准号:GB/T 712-2022
发布与实施日期:2022年10月12日发布,2023年2月1日正式实施
替代标准:完全取代旧版标准GB/T 712-2011
标准性质:推荐性国家标准(GB/T)
管辖范围:规定船舶及海洋工程用结构钢的牌号、分类、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书

二、主要技术内容详解

1. 牌号表示方法

钢的牌号由三部分按顺序组成,具体说明如下:

第一部分:代表屈服强度最低值,单位为MPa(兆帕),包含235、315、355、390、420、460、500、550、620、690等级别
第二部分:代表质量等级,用字母A、B、D、E、F表示,从A到F,钢材的韧性(抗脆断能力)依次提高
第三部分:字母“Z”,代表“船舶用钢”
牌号示例
  • A235A:屈服强度不低于235MPa的A级一般强度船舶用钢
  • E420E:屈服强度不低于420MPa的E级高强度船舶用钢
  • F550F:屈服强度不低于550MPa的F级超高强度船舶用钢(需经过淬火+回火热处理)

2. 分类与牌号体系

GB/T 712-2022将船舶及海洋工程用结构钢分为三大类,具体分类信息如下表:

分类 屈服强度级别 (MPa) 质量等级 典型牌号举例 主要用途
一般强度钢 235 A, B, D, E A235A, A235D, A235E 用于船舶壳体及海洋结构物的非关键部位
高强度钢 315, 355, 390, 420, 460 A, B, D, E, F D355D, E390E, F460F 用于要求减轻结构重量或承受较高应力的关键部位,如大型船舶的主船体、海洋平台的上部模块
超高强度钢 500, 550, 620, 690 F F500F, F550F, F620F, F690F 用于对强度和重量有极端要求的特殊部位,如极地船舶、深水海洋平台、军用舰艇的特殊结构
注意1:所有超高强度钢(500MPa及以上)和F质量等级的钢材,均必须以淬火+回火状态交货
注意2:420MPa及以下强度级别的钢材,可根据需求以热机械轧制(TMCP)或正火状态交货

3. 化学成分(熔炼分析)

标准对钢的化学成分(特别是碳、磷、硫含量)有严格规定,以确保钢材的焊接性能、韧性和强度,核心要求如下:

碳当量(Ceq)和焊接裂纹敏感性指数(Pcm):为确保钢材的良好焊接性,标准根据牌号和交货状态(厚度)规定了最高Ceq和Pcm值;强度越高、厚度越大,对Ceq和Pcm的要求越严格
磷、硫含量:磷、硫为钢材中的有害元素,其含量被严格控制;质量等级越高(从A到F),P、S含量要求越低,以保证钢材更高的纯净度和韧性

4. 力学和工艺性能

力学和工艺性能是标准的核心内容,直接关系钢材的使用安全性和适用性,主要要求包括:

屈服强度(ReH):规定明确的下限值,实际检测结果必须满足该要求
抗拉强度(Rm):规定具体的范围值,检测结果需在该范围内
断后伸长率(A):规定明确的下限值,以保证钢材具备足够的塑性
V型缺口冲击试验:
  • 试验温度:根据质量等级确定,A级不要求冲击功;B级为+20°C;D级为-20°C;E级为-40°C;F级为-60°C
  • 冲击功值(KV2):规定每组三个试样的平均值及单个试样的最低值,钢材强度越高,要求的冲击功值也越高
弯曲试验:检验钢材的塑性变形能力,弯曲后试样表面不得出现裂纹
Z向性能(厚度方向性能):对于需要防止层状撕裂的钢材,牌号后加“Z”(如D355DZ25),并需满足Z15、Z25、Z35对应的断面收缩率要求

5. 表面质量和尺寸、外形允许偏差

表面质量:钢材表面不得存在裂纹、结疤、折叠、气泡和夹杂等对使用有害的缺陷
尺寸外形:应符合GB/T 709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》的规定

三、GB/T 712-2022 与 GB/T 712-2011 的主要变化

本次标准修订为重大更新,核心变化体现在以下五个方面:

1. 新增牌号,提升强度上限:新增620MPa和690MPa两个超高强度等级,满足高端船舶和深海装备的发展需求;同时新增500MPa和550MPa强度级别的F质量等级
2. 扩展质量等级,提高韧性要求:在多个高强度级别中增加F级(-60°C冲击),为极地航行船舶和低温环境下的海洋工程结构提供材料支持
3. 调整化学成分要求:更严格地控制磷、硫等有害元素的含量,尤其针对高等级钢材,进一步提升钢材的纯净度和综合性能
4. 优化力学性能指标:对部分牌号的冲击功要求进行提升,以适应更恶劣的服役环境;同时进一步明确不同交货状态(轧制、正火、TMCP、淬火+回火)下的性能指标
5. 与国际标准接轨:牌号体系和技术要求进一步向国际主流标准(如船级社规范)看齐,增强国产钢材的国际竞争力

四、总结与应用

GB/T 712-2022是我国船舶与海洋工程领域最重要的基础材料标准之一,其发布实施的核心价值的包括:

满足行业需求:适应大型集装箱船、豪华客轮、液化气船、极地船舶和深海平台等高端装备对高性能钢材的需求
推动技术进步:引导钢铁企业研发和生产更高级别的钢材,促进产业链升级
保障安全可靠:通过更科学、更严格的技术要求,从材料层面保障船舶和海洋结构物的生命财产安全及运营安全
实际应用注意事项

具体的船舶或海洋工程项目在选用钢材时,除需满足GB/T 712标准外,还必须符合相应船级社(如CCS、DNV、ABS等)的规范要求,后者通常比国家标准更为具体和严格。

免责声明:本整理基于GB/T 712-2022标准内容进行解读,旨在提供信息参考。在实际设计和生产活动中,请务必以官方发布的正式标准文本为准。

核心关键词

GB/T 712-2022 船舶及海洋工程用结构钢 船舶用钢标准 一般强度船舶钢 高强度船舶钢 超高强度船舶钢 船舶钢牌号 屈服强度 V型缺口冲击试验 淬火+回火 热机械轧制(TMCP) 碳当量(Ceq) 焊接裂纹敏感性指数(Pcm) 船舶钢表面质量 Z向性能