Глава 6 Конструкционные материалы

Глава 6. Конструкционные материалы

6.1. Общие положения

6.1.1 Администрация должна предпринять необходимые меры для обеспечения единообразия в выполнении и применении положений настоящей главы*(8).

6.1.2 Настоящая глава содержит требования к листовому и профильному прокату, трубам, поковкам, отливкам и сварным конструкциям, применяемым при изготовлении грузовых емкостей, технологических сосудов под давлением, грузовых и технологических трубопроводов, вторичных барьеров и смежных конструкций корпуса, связанных с перевозкой грузов. Требования к прокату, поковкам и отливкам приведены в 6.2 и таблицах 6.1 - 6.5. Требования к сварным конструкциям приведены в 6.3.

6.1.3 Изготовление, испытание, осмотр и оформление документации должны соответствовать признанным стандартам, а также особым требованиям, приведенным в настоящем Кодексе.

6.1.4.1 Приемочные испытания должны включать испытания на ударную вязкость образцов Шарпи с V-образным надрезом, если Администрацией не оговорены иные испытания. Установленные требования для образцов Шарпи с V-образным надрезом представляют собой минимальные средние величины работы удара при испытании трех полноразмерных образцов (10 мм x 10 мм) и минимальные единичные величины работы удара при испытании отдельных образцов. Размеры и допуски для образцов Шарпи с V-образным надрезом должны соответствовать признанным стандартам. Испытания и требования к образцам размером менее 5,0 мм должны соответствовать признанным стандартам. Минимальные средние величины для полноразмерных образцов должны быть следующими:

Размер образца Шарпи с V-образным надрезом	Минимальная средняя величина работы удара для трех образцов
10 х 10 мм	Е
10 х 7,5 мм	5/6 Е
10 х 5,0 мм	2/3 Е

где: E - величины работы удара (Дж), указанные в таблицах 6.1 - 6.4

Только одна отдельная величина может быть меньше определенной средней величины при условии, что она составляет не меньше 70% от этой величины.

6.1.4.2 Во всех случаях образцы Шарпи максимально возможного для толщины материала размера должны обрабатываться так, чтобы центральная линия образца находилась как можно ближе к средней линии между поверхностью и центром сечения материала по толщине, причем продольная ось надреза должна быть перпендикулярна поверхности плоскости (см. рис. 6.1). Если средняя величина при испытании трех начальных образцов Шарпи с V-образным надрезом не соответствует указанным требованиям или если величина для более чем одного образца меньше требуемой средней величины, или если величина для одного образца меньше минимальной величины, допустимой для отдельного образца, могут быть испытаны три дополнительных образца из того же материала, а результаты объединены с полученными ранее для получения новой средней. Если эта новая средняя величина удовлетворяет требованиям и если не более чем два отдельных результата меньше, чем требуемая средняя величина, и не более чем один результат меньше, чем требуемая величина для отдельного образца, изделие или партия изделий могут приниматься. По усмотрению Администрации могут применяться другие виды испытаний на ударную вязкость, например, испытания падающим грузом. Они могут проводиться дополнительно или вместо испытания образцов Шарпи с V-образным надрезом.

6.1.5 Прочность на растяжение, предел текучести и относительное удлинение должны удовлетворять требованиям Администрации. Для углеродисто-марганцевой стали и других материалов с определенным пределом текучести необходимо обратить внимание на ограничение отношения предела текучести к пределу прочности на растяжение.

6.1.6 Испытания на изгиб могут не проводиться при приемочных испытаниях материала, однако проведение таких испытаний требуется при испытании сварных соединений.

6.1.7 Администрация может допустить материалы с иным химическим составом или иными механическими свойствами.

6.1.8 Когда предусматривается или требуется термическая обработка после сварки, свойства основного материала должны определяться в состоянии термической обработки в соответствии с прилагаемой к настоящей главе таблицей, а свойства сварного соединения должны определяться после термической обработки в соответствии с 6.3. В случаях, когда применяется термическая обработка после сварки, требования к испытанию могут быть изменены по усмотрению Администрации.

6.1.9 Если в настоящей главе делается ссылка на категории судостроительной конструкционной стали: A, B, D, E, AH и EH, то имеются в виду сорта судостроительной конструкционной стали в соответствии с признанными стандартами.

Информация об изменениях:

Резолюцией Комитета по безопасности на море от 11 декабря 1992 г. МSС.30(61) в пункт 6.2 внесены изменения, вступающие в силу с 1 июля 1994 г.

См. текст пункта в предыдущей редакции

6.2. Требования к материалам

Требования к конструкционным материалам, приведенным в следующих таблицах:

Таблица 6.1:	Листы, трубы (бесшовные и сварные), профили и поковки для грузовых емкостей и технологических сосудов под давлением для расчетных температур не ниже 0°С.
Таблица 6.2:	Листы, профили и поковки для грузовых емкостей, вторичных барьеров и технологических сосудов под давлением для расчетных температур от 0°С до -55°С.
Таблица 6.3:	Листы, профили и поковки для грузовых емкостей, вторичных барьеров и технологических сосудов под давлением для расчетных температур от -55°С до -165°С.
Таблица 6.4:	Трубы (бесшовные и сварные), поковки и отливки для грузовых и технологических трубопроводов для расчетных температур от 0°С до -165°С.
Таблица 6.5:	Листы и профили для конструкций корпуса, требуемых в 4.9.1 и 4.9.4.

Таблица 6.1

ЛИСТЫ, ТРУБЫ (БЕСШОВНЫЕ И СВАРНЫЕ)(1), ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЕЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СОСУДОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ТЕМПЕРАТУР НЕ НИЖЕ 0°С
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ТЕРМООБРАБОТКА
УГЛЕРОДИСТО-МАРГАНЦЕВАЯ СТАЛЬ	Полностью спокойная
Мелкозернистая сталь, если толщина превышает 20 мм Небольшие добавки легирующих элементов по согласованию с Администрацией Пределы содержания элементов состава подлежат одобрению Администрации Нормализованная или закаленная и отпущенная(2)
ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЯМ НА РАСТЯЖЕНИЕ И УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ
ЛИСТЫ	Испытаниям подвергается каждое изделие
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ	Испытание по партиям
СВОЙСТВА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ	Расчетное минимальное значение предела текучести не должно превышать 410 (2), (3)
ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ ОБРАЗЦОВ ШАРПИ С V-ОБРАЗНЫМ НАДРЕЗОМ
ЛИСТЫ	Поперечные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 27 Дж
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ	Продольные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 41 Дж
ТЕМПЕРАТУРА ИСПЫТАНИЙ:	Толщина t (мм)	Температура испытаний (°С)
		0
		-20

Примечания

(1) Для бесшовных труб и арматуры применима обычная практика. Применение сварных труб с продольным и спиральным сварным швом должно быть специально одобрено Администрацией.

(2) При специальном одобрении Администрации вместо нормализации или закалки и отпуска может применяться технология прокатки с контролируемой температурой.

(3) Материалы с расчетным минимальным пределом текучести, превышающим 410 , могут специально одобряться Администрацией. Для этих материалов особое внимание должно быть уделено твердости сварного шва и зоны термического влияния.

Таблица 6.2

ЛИСТЫ, ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ(1) ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЕЙ, ВТОРИЧНЫХ БАРЬЕРОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СОСУДОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ТЕМПЕРАТУР ОТ 0°С ДО -55°С
Максимальная толщина 25 мм(2)
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ТЕРМООБРАБОТКА
УГЛЕРОДИСТО-МАРГАНЦЕВАЯ СТАЛЬ						Полностью спокойная. Обработанная алюминием, мелкозернистая
Химический состав (ковшовая проба)
С		Mn		Si			S		Р
0,16% макс.(3)		0,70-1,60%		0,10-0,50%			0,035% макс.		0,035% макс.
Факультативные добавки: Легирующие и уменьшающие размер зерен элементы могут, как правило, соответствовать следующим нормам:
Ni	Cr		Мо		Cu			Nb		V
0,80% макс.	0,25% макс.		0,08% макс.		0,35% макс.			0,05% макс.		0,10% макс.
Нормализованная или закаленная и отпущенная(4)
ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЯМ НА РАСТЯЖЕНИЕ И УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ
ЛИСТЫ			Испытанию подвергается каждое изделие
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ			Испытание по партиям
ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ ОБРАЗЦОВ ШАРПИ С V-ОБРАЗНЫМ НАДРЕЗОМ			Температура испытаний на 5°С ниже расчетной температуры или -20°С, смотря по тому, что меньше
ЛИСТЫ			Поперечные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 27 Дж
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ(1)			Продольные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 41 Дж

Примечания

(1) Требования, предъявляемые к образцам Шарпи с V-образным надрезом и химическому составу для поковок, могут быть рассмотрены Администрацией специально.

(2) Для материалов толщиной более 25 мм испытания образцов Шарпи с V-образным надрезом должны производиться следующим образом:

Толщина материала (мм)	Температура испытаний (°С)
	10° ниже расчетной температуры или -20°С, смотря по тому, что меньше
	15° ниже расчетной температуры или -20°С, смотря по тому, что меньше
	20° ниже расчетной температуры

Величина работы удара должна соответствовать приведенному в таблице значению для применяемого испытательного образца. Для толщины материала более чем 40 мм величины работы удара на образцах Шарпи с V-образным надрезом должны рассматриваться отдельно.

Материалы для грузовых емкостей и их частей, которые подверглись полному термическому снятию напряжений после сварки, могут испытываться при температуре на 5°C ниже расчетной температуры или - 20°C, смотря по тому, что меньше.

Для усилительных конструкций и другой арматуры, подвергшихся термическому снятию напряжений, температура испытаний должна быть такой же, какая требуется для толщины оболочки соседней емкости.

(3) По специальному согласованию с Администрацией содержание углерода может быть увеличено максимум до 0,18% при условии, что расчетная температура не ниже - 40°C.

(4) При специальном одобрении Администрации вместо нормализации или закалки и отпуска может применяться технология прокатки с контролируемой температурой.

Руководство:

Для материалов толщиной более 25 мм, для которых температура испытаний составляет - 60°C или ниже, может оказаться необходимым применение специально обработанных сталей или сталей в соответствии с таблицей 6.3.

Таблица 6.3

ЛИСТЫ, ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ(1) ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЕЙ, ВТОРИЧНЫХ БАРЬЕРОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СОСУДОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ТЕМПЕРАТУР НИЖЕ -55°С И ДО -165°С(2)
Максимальная толщина 25 мм(3)
Минимальная расчетная температура (°C)	Химический состав(4) и термообработка		Температура испытания на ударную вязкость (°С)
-60	Сталь с 1.5% содержанием никеля. Нормализованная		-65
-65	Сталь с 2,25% содержанием никеля. Нормализованная или нормализованная и отпущенная(5)		-70
-90	Сталь с 3,5% содержанием никеля. Нормализованная или нормализованная и отпущенная(5)		-95
-105	Сталь с 5% содержанием никеля. Нормализованная или нормализованная и отпущенная(5), (6)		-110
-165	Сталь с 9% содержанием никеля. Дважды нормализованная и отпущенная или закаленная и отпущенная		-196
-165	Аустенитные стали таких типов, как 304, 304L, 316, 316L, 321 и 347. обработанные на твердый раствор(7)		-196
-165	Алюминиевые сплавы такого типа, как 5083. Отожженные		Испытание не требуется
-165	Аустенитный Fe-Ni сплав (36% никеля). Термообработка по согласованию		Испытание не требуется
ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЯМ НА РАСТЯЖЕНИЕ И УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ
ЛИСТЫ		Испытанию подвергается каждое изделие
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ		Испытания по партиям
ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ ОБРАЗЦОВ ШАРЛИ С V-ОБРАЗНЫМ НАДРЕЗОМ
ЛИСТЫ		Поперечные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 27 Дж
ПРОФИЛИ И ПОКОВКИ		Продольные испытательные образцы. Минимальная средняя величина работы удара (Е) 41 Дж

Примечания

(1) Испытание на ударную вязкость, требуемое для поковок, используемых для ответственных применений, подлежит специальному рассмотрению Администрацией.

(2) Требования для расчетных температур ниже - 165°C должны быть специально согласованы с Администрацией.

(3) Для материалов с 1,5%, 2,25%, 3,5% и 5% содержанием никеля и толщиной более 25 мм испытания на ударную вязкость должны производиться следующим образом:

Толщина материала (мм)	Температура испытаний (°С)
	10° ниже расчетной температуры
	15° ниже расчетной температуры
	20° ниже расчетной температуры

Температура испытаний ни в коем случае не должна превышать указанную в таблице.

Величина работы удара должна соответствовать данным таблицы для применяемого типа испытательного образца. Для толщины материала более 40 мм величины работы удара на образцах Шарпи с V-образным надрезом должны рассматриваться специально.

Для сталей с 9% содержанием никеля, аустенитных нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, по усмотрению Администрации, могут использоваться толщины, превышающие 25 мм.

(4) Предельные значения химического состава должны быть одобрены Администрацией.

(5) Для закаленных и отпущенных сталей по специальному согласованию с Администрацией может быть допущена более низкая минимальная расчетная температура.

(6) Сталь после специальной термической обработки, например, сталь с 5% содержанием никеля после тройной термической обработки, может быть использована при температуре до - 165°C по специальному согласованию с Администрацией, если испытания на ударную вязкость проводятся при температуре - 196°C.

(7) По согласованию с Администрацией испытание на ударную вязкость может не проводиться.

Таблица 6.4

ТРУБЫ (БЕСШОВНЫЕ И СВАРНЫЕ)(1), ПОКОВКИ(2) И ОТЛИВКИ(2) ДЛЯ ГРУЗОВЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ТЕМПЕРАТУР НИЖЕ 0°C И ДО - 165°C(3)
Максимальная толщина 25 мм
Минимальная расчетная температура (0°C)	Химический состав(5) и термообработка	Испытания на ударную вязкость
		Температура испытания (0°C)	Минимальная средняя величина работы удара (E) (Дж)
- 55	Углеродисто-марганцевая сталь. Полностью спокойная, мелкозернистая. Нормализованная или обработанная по особому согласованию(6)	(4)	27
- 65	Сталь с 2,25% содержанием никеля. Нормализованная или нормализованная и отпущенная(6)	- 70	34
- 90	Сталь с 3,5% содержанием никеля. Нормализованная или нормализованная и отпущенная(6)	- 95	34
- 165	Сталь с 9% содержанием никеля(7). Дважды нормализованная и отпущенная или закаленная и отпущенная	- 196	41
	Аустенитные стали таких типов, как 304, 304L, 316, 316L, 321 и 347. Обработанные на твердый раствор(8)	- 196	41
	Алюминиевые сплавы такого типа, как 5083. Отожженные		Испытание не требуется
ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЯМ НА РАСТЯЖЕНИЕ И УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ
Испытанию подвергается каждая партия
ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ - Продольные испытательные образцы

Примечания

(1) Использование сварных труб с продольным или спиральным швом должно быть специально одобрено Администрацией.

(2) Требования для поковок и отливок могут быть предметом особого рассмотрения Администрации.

(3) Требования для расчетных температур ниже - 165°C должны быть особо согласованы с Администрацией.

(4) Температура испытаний должна быть на 5°C ниже расчетной температуры или - 20°C, смотря по тому, что меньше.

(5) Пределы по содержанию элементов химического состава должны быть одобрены Администрацией.

(6) Более низкая расчетная температура для закаленных и отпущенных материалов может быть допущена по специальному соглашению с Администрацией.

(7) Данный химический состав неприменим для отливок.

(8) По согласованию с Администрацией испытания на ударную вязкость могут не проводиться.

Таблица 6.5

ЛИСТЫ И ПРОФИЛИ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА, ТРЕБУЕМЫЕ СОГЛАСНО 4.9.1 И 4.9.4
Минимальная расчетная температура конструкции корпуса (°C)	Максимальная толщина (мм) для категорий стали в соответствии с 6.1.9
	А	В	D	Е	АН	DH	ЕН
0 и выше(1)	Обычная практика
-5 и выше(2)
ниже до -5	15	25	30	50	25	45	50
ниже до -10	x	20	25	50	20	40	50
ниже до -20	x	x	20	50	x	30	50
ниже до -30	x	x	x	40	x	20	40
Ниже -30	В соответствии с таблицей 6.2, за исключением того, что ограничения толщины, данные в таблице 6.2 и примечании(2) к этой таблице, не тоименяются

Примечания

"x" означает категорию стали, которая не должна использоваться

(1) Для целей 4.9.4

(2) Для целей 4.9.1

6.3. Сварка и неразрушающие испытания

6.3.1. Общие положения

Требования настоящего раздела обычно применимы для углеродистых, углеродисто-марганцевых, легированных никелем и нержавеющих сталей и могут составлять основу для приемочных испытаний других материалов. По усмотрению Администрации испытания на ударную вязкость сварных соединений из нержавеющей стали и алюминиевых сплавов могут не проводиться и могут быть специально потребованы другие виды испытаний для любого материала.

6.3.2. Сварочные материалы

Сварочные материалы, предназначенные для сварки грузовых емкостей, должны соответствовать признанным стандартам, если с Администрацией не согласовано иное. Для всех сварочных материалов, если с Администрацией не согласовано иное, должны проводиться испытания наплавленного металла и стыкового сварного соединения. Результаты, полученные при проведении испытаний на растяжение и ударную вязкость на образцах Шарпи с V-образным надрезом, должны соответствовать признанным стандартам. Химический состав наплавленного металла должен регистрироваться для сведения и одобрения.

6.3.3. Испытания способа сварки для грузовых емкостей и технологических сосудов под давлением

6.3.3.1 Испытания способа сварки для грузовых емкостей и технологических сосудов под давлением должны проводиться для всех стыковых швов, при этом испытательные соединения должны представлять следующее:

каждый основной металл

каждый тип сварочного материала и способ сварки

каждое положение шва.

Стыковые пробы из листов стали должны быть подготовлены так, чтобы направление прокатки было параллельно направлению сварки. Диапазон толщин, определенный каждым испытанием способа сварки, должен соответствовать признанным стандартам. По усмотрению изготовителя или Администрации может применяться радиографический или ультразвуковой контроль. Технологические испытания сварочных материалов для сварки угловым швом должны соответствовать признанным стандартам. В этих случаях должны выбираться сварочные материалы, имеющие удовлетворительные свойства ударной вязкости.

6.3.3.2 Для каждой пробы должен устанавливаться следующий порядок испытаний способа сварки для грузовых емкостей и технологических сосудов под давлением:

.1 Испытания образцов на растяжение поперек сварного шва.

.2 Испытания образцов на поперечный изгиб, которые по усмотрению Администрации могут проводиться так, чтобы в зоне растяжения был верх или корень шва, либо могут быть испытанием на боковой изгиб. Однако в тех случаях, когда основной материал и металл шва имеют разные уровни прочности, вместо испытаний на поперечный изгиб могут потребоваться испытания на продольный изгиб.

.3 Один комплект из трех образцов Шарпи с V-образным надрезом должен быть взят для испытания на ударную вязкость, как правило, из каждого из следующих мест, показанных на рис. 6.1:

Центральная линия сварного шва

Линия сплавления (Л.С.)

1 мм от Л.С.

3 мм от Л.С.

5