Kimyasal Tankerlerde Dubleks Paslanmaz Çelik: Kargo Tankı Malzeme Seçimi ve IMO Uyumluluğu

Günümüzde Kimyasal Tanker Kargo Tanklarında Hangi Paslanmaz Çelik Kaliteleri Kullanılmaktadır?

İki kalite ailesi hakimdir: östenitik 316L (ve nitrojen-alaşımlı çeşidi 316LN) ve ticari olarak "2205" olarak satılan dubleks paslanmaz çelik UNS S31803/S32205.Her ikisi de, bağımsız veya entegre tankların kargo-temas kaplaması olarak kullanılan, dövülmüş, kaynaklanabilir, korozyona-dirençli kalitelerdir ve aralarındaki seçim, herhangi bir yeni kimyasal tankerde merkezi malzeme-seçimi kararıdır.

316L, onlarca yıldır kimyasal tanker kargo tankları için geleneksel bir çalışma aracı olmuştur: yaygın olarak bulunur, tersaneler tarafından iyi anlaşılır ve çok çeşitli organik kimyasallara, yenilebilir yağlara ve hafif asitlere karşı dayanıklıdır. İki-fazlı östenit-ferrit mikroyapısına sahip dubleks paslanmaz çelik, kimyasal tanker filosuna daha sonra girdi ancak o zamandan beri, özellikle UNS S31803 ve onun sıkılaştırılmış-kimya karşılığı olmak üzere yeni inşa edilmiş koli tankerlerinde standart bir kargo tankı malzemesi olarak kullanılmaya başlandı.UNS S32205. Her iki çift yönlü tanımlama da 316L'ye göre maddi olarak daha yüksek mukavemet ve klorür direnci sunar; bu da onların benimsenmesini sağlayan kombinasyondur.

Daha az sayıda gemi, belirli agresif kargo ticaretleri için süper dubleks (UNS S32750/S32760) veya daha yüksek-alaşımlı ostenitik kaliteleri (254 SMO, alaşım 20) belirtir, ancak bunlar bu makalede ele alınan filo standardı yerine istisna olmaya devam etmektedir.

Dubleks Paslanmaz Çelik Neden Yeni Kargo Tankları için 316L Üzerinde Tercih Edilen Yükseltme Haline Geldi?

Dubleks paslanmaz çelik, eşdeğer bir 316L tasarımıyla karşılaştırıldığında genellikle kargo tankı sistemi ağırlığını yaklaşık %10 azaltırken aynı zamanda çukurlaşma ve gerilim-korozyon-çatlama direncini - artırır; bu kombinasyon, tankerin kullanılabilir ölü ağırlığını doğrudan artırır.Bu tasarruf, duplex'in kabaca iki katı akma dayanımından kaynaklanmaktadır; bu, tasarımcıların sınıflandırma derneğinin yapısal kurallarına uymaya devam ederken plaka kalınlığını azaltmasına olanak tanır.

Kaynak: ASTM A240 bileşim limitlerine göre hesaplanan PREN; ASTM A240'a göre minimum akma dayanımı; yayınlanmış çift yönlü paslanmaz çelik denizcilik mühendisliği örnek olay incelemelerine göre ağırlık-tasarrufu rakamı (Outokumpu/IMOA çift yönlü el kitabı literatürü).

Bir kimyasal tanker kargo tankının yeniden tasarımına ilişkin belgelenmiş bir vaka çalışmasında, AISI 316L'den inşa edilmiş silindirik bir tank bölümü yaklaşık 33.900 kg ağırlığındaydı; yerleşik eşdeğer tankUNS S31803 çift yönlüyaklaşık 22.300 kg - ağırlığındaydı; tek bir tankta yaklaşık 11,6 metrik ton tasarruf sağlandı. Tüm kargo tankları setine göre ölçeklendirilen yayınlanan rakamlar, gemi boyutuna bağlı olarak toplam ağırlık tasarrufunun gemi başına yaklaşık 30 ila 250 metrik ton olduğunu ortaya koyuyor. Bir düzine veya daha fazla ayrılmış tanka sahip bir paket tankeri için, bu ağırlık tasarrufu, korozyon performansından ödün vermeden doğrudan ölü ağırlık taşıyan ilave kargoya veya azaltılmış çelik ve imalat maliyetine dönüşür.

IMO IBC Kodu Kargo Tankı Malzeme Seçimini Nasıl Yönetir?

IBC Kodu zorunlu bir paslanmaz çelik kalitesi belirlemez; bunun yerine, Bölüm 17'deki her kargo için gemi-tipi ve tank-tipi muhafaza standardını belirler ve belirli bir malzemeyi o kargoyla eşleştirme yükünü tersaneye ve kargo nakliyecisine yükler.Bu, IMO uyumluluğunu materyaller kadar bir dokümantasyon ve mühendislik çalışması haline getirir.

Kodun resmi adı, Tehlikeli Kimyasalları Dökme Halde Taşıyan Gemilerin İnşası ve Teçhizatı Hakkında Uluslararası Koddur. SOLAS Bölüm VII (Tehlikeli Maddelerin Taşınması) ve MARPOL Ek II (Dökme Halde Taşınan Zararlı Sıvı Maddelerle Kirliliğin Kontrolü Yönetmeliği) ile 1 Temmuz 1986 ve sonrasında inşa edilen kimyasal tankerler için zorunlu hale getirilmiştir. Kod, gemileri, taşımak üzere tasarlandıkları yüklerin ciddiyetine göre üç gemi tipine ayırıyor.

Kaynak: IMO, Dökme Halde Tehlikeli Kimyasallar Taşıyan Gemilerin İnşası ve Ekipmanına İlişkin Uluslararası Kod (IBC Kodu), gemi tiplerinin tanımları 1-3.

Kodun 17. Bölümü, "Minimum Gereksinimlerin Özeti", gerekli gemi tipi, tank tipi ve diğer tasarım parametrelerine göre binlerce ayrı kimyasal ürünü listeler ve bunlardan bazılarını özel yapım notlarıyla işaretler. 6. Bölümde inşaat malzemeleri ve kargo-muhafaza tasarımı daha geniş bir şekilde ele alınmaktadır.

Kuralların 2007'deki kapsamlı revizyonunun ardından, her kargo için spesifik genel malzeme kodlarının listelenmesine yönelik eski uygulamanın ölçeği küçültüldü; Belirli bir tank malzemesinin belirli bir kargo ile kimyasal olarak uyumlu olduğunun teyit edilmesi sorumluluğu, artık teslimattan önce uyumluluk verilerini sağlaması gereken tersane ve her sevkiyattan önce kargo uyumluluk bilgilerini sağlaması gereken kargo göndericisinin ortak sorumluluğundadır. Uygulamada bu, bir EPC yüklenicisinin veya gemi sahibinin, geminin amaçlanan ticaret modeli ve kargo listesine göre 316L, dubleks 2205 veya başka bir nitelikli kaliteyi seçmesi, ardından bu seçimi, Kodun kendisinden tek bir notu okumak yerine Bölüm 17'nin uyumluluk gereksinimlerine ve geminin onaylı kargo listesine - göre belgelemesi anlamına gelir.

Kimyasal Hizmette Dubleks Paslanmaz Çelik İçin Hangi Kargo Uyumluluk Sınırları Geçerlidir?

Dubleks paslanmaz çelik, 316L'ye göre evrensel bir yükseltme değildir -, belirli indirgeyici asitlerde östenitik kalitelerden daha kötü performans gösterir ve kabaca 300 derecenin üzerinde dayanıklılığını kaybeder, bu nedenle,-kargo uyumluluk kontrolüyle-kargo, tamamen çift yönlü bir tankerde bile zorunlu olmaya devam eder.Malzemenin gücü ve klorür direnci, IBC Kodunun zaten gerektirdiği aynı uyumluluk belgelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmaz.

Konsantre hidroklorik asit ve diğer kuvvetli indirgeyici, klorür-taşıyan asitler, dubleks halinde ferrit fazına, saldırdıklarından daha hızlı saldırabiliröstenitik 316Ldolayısıyla duplex'in daha yüksek PREN'ine rağmen bu kargolar için östenitik veya daha yüksek{0}}alaşım kaliteleri tercih edilebilir.

Kargo veya tank-temizleme sıcaklıklarının yaklaşık 300 derecenin üzerinde olması riskli sigma-fazı ve dubleks halinde diğer metaller arası çökelme, dayanıklılığı ve korozyon direncini düşürür - 316L, daha geniş bir yüksek-sıcaklık servis aralığını tolere eder.

Yaklaşık −50 derecenin altında, duplex'in ferrit fazı yumuşak-kırılgandan-kırılgan geçişine yaklaşırken östenitik 316L kriyojenik sıcaklıklarda dayanıklılığını korur ve çok düşük-sıcaklıktaki kargolar için 316L'yi tercih eder.

Yüksek konsantrasyondaki yüksek düzeyde oksitleyici asitler (örneğin, konsantre nitrik asit), her iki sınıf için de-durum bazında-durum bazında değerlendirme gerektirir, çünkü hiçbiri tüm konsantrasyonlarda ve sıcaklıklarda evrensel olarak dirençli değildir.

Bu limitler, IBC Kodunun tersane ve nakliyecinin değişimini gerektirdiği, tam olarak kargo{0}}ya özel verilerdir. Tamamen dubleks 2205'te inşa edilmiş bir tank, yine de aynı-kargo-kargo-uyumluluk imzasına ihtiyaç duyar, çünkü 316L tank - dubleks, klorür-zengin ve yüksek-mukavemetli-talep edilen kargolar için uyumlu kargo zarfını genişletir, ancak uyumluluk kontrolünün yerini almaz.

Klas Kuruluşu Onayı Dubleks Kargo Tankı Tasarımını Nasıl Etkiler?

DNV, ABS, Lloyd's Register, Bureau Veritas veya ClassNK - gibi bir sınıflandırma kuruluşu -, tankın 316L veya dubleks olmasına bakılmaksızın, IMO Dökme Halde Tehlikeli Kimyasalların Taşınmasına Uygunluk Sertifikası'nın verilebilmesi için kargo tankının yapısal tasarımını, kaynak prosedürlerini ve malzeme sertifikasını onaylamalıdır.Özellikle dubleks için, sınıf dernekleri ferrit dengesi ve kaynak yeterliliği konusunda ek inceleme uygular çünkü duplex'in korozyon direnci, iki-fazlı mikro yapısının üretim yoluyla korunmasına bağlıdır.

Sınıflandırma kuruluşları, bir kimyasal tankerin hem bayrak devletinin SOLAS/MARPOL yükümlülüklerini hem de IBC Kodunun yapısal ve malzeme gerekliliklerini karşıladığını doğrulayan, Uluslararası Sınıflandırma Kuruluşları Birliği (IACS) tarafından sağlanan uyumlulaştırılmış çerçeve altında faaliyet gösteren yetkilendirilmiş kuruluşlardır. Kargo tankı malzemesi onayı için, sınıf sörveyörleri genellikle kimyasal bileşim ve mekanik özellikler için değirmen test sertifikasını (EN 10204 Tip 3.1), her bir bağlantı tipi için kaynak prosedürü spesifikasyonunu (WPS) ve prosedür yeterlilik kaydını (PQR) ve tamamlanan kaynaklar için-tahribatsız test kayıtlarını inceler. Çift yönlü tanklar için, çoğu toplum ayrıca üretim kaynaklarında metalografik inceleme veya ferritoskop ölçümüyle - ferrit içeriği doğrulamasını - zorunlu kılar; çünkü dengesiz bir ferrit-östenit oranı, gemilerdeki hizmet sırasındaki çift yönlü korozyon arızalarının en yaygın temel nedenidir.

Dubleks Kargo Tankları İçin Hangi Kaynak ve İmalat Kontrolleri Gereklidir?

Çift yönlü kargo tankı kaynağı, 316L'ye göre daha sıkı ısı-girişi ve pasolar arası-sıcaklık kontrolü gerektirir, çünkü kaynak metali ve ısıdan-etkilenen bölgenin, korozyon direncini korumak için yaklaşık %35 ila 65'lik bir ferrit-östenit dengesini koruması gerekir.Yalnızca östenitik imalatta deneyimli tersaneler genellikle dubleks plakayı kesmeden önce ayrı, sınıf{0}}tanıklı bir kaynak prosedürü kalifikasyonuna ihtiyaç duyar.

Kaynak: Kaynak parametreleri, IMOA/Outokumpu çift yönlü el kitabı kılavuzuna ve standart sınıflandırma derneği kaynak prosedürü yeterlilik gerekliliklerine (örneğin, DNV, ABS, kimyasal tankerler için Lloyd's Register kuralları) göre yerleşik çift yönlü paslanmaz çelik imalat uygulamasını yansıtır.

316L ve Duplex Kargo Tanklarının Toplam Sahip Olma Maliyeti Karşılaştırması Ne Kadardır?

Dubleks kargo tanklarının maliyeti hammaddenin tonu başına daha fazladır, ancak azaltılmış levha kalınlığı, daha düşük yapısal ağırlık ve uzatılmış hizmet ömrü hesaba katıldığında genellikle gemi başına daha az maliyetlidir.Ekonomik durum, 316L'nin oyuklanma ve stres-korozyon çatlamasına daha yatkın olduğu sıcak, klorür-zengin rotalarda ticaret yapan gemilerde daha da güçleniyor.

Malzeme fiyatı: dubleks 2205, östenitik kalitelere göre esas olarak daha yüksek krom ve molibden içeriği ve daha düşük nikel içeriğinden dolayı, genellikle 316L'nin üzerinde-kilogram başına fiyat primi taşır.

Fabrikasyon ağırlığı: Duplex'in daha yüksek akma mukavemeti, aynı yapısal yük için %30-40 daha ince plakaya izin verir; bu da tank başına-kilogram başına primi-büyük ölçüde dengeleyebilir.

Ölü ağırlık kazancı: Daha hafif bir tank sistemi, geminin çalışma ömrü boyunca ek kargo-taşıma kapasitesi olarak satılabilecek ölü ağırlık kapasitesini serbest bırakır.

Korozyon-ilişkili kesinti süresi: duplex'in daha yüksek PREN'i, klorüre-açık veya sıcak su ticaret rotalarında-tahribatlı tank onarımları ve-iş dışı kalma süresi olasılığını azaltır-.

Üretim maliyeti: Çift yönlü kaynak, daha disiplinli ısı-girdi kontrolü ve ek ferrit doğrulaması gerektirir; bu da 316L ile karşılaştırıldığında bağlantı başına üretim maliyetini artırabilir.

Bu faktörlerin hiçbiri tek başına işlemez - iyi huylu kargolarda sabit kısa-deniz ticareti yapan bir gemi sahibi, 316L'nin düşük üretim karmaşıklığının duplex'in ağırlık tasarrufundan daha ağır bastığını görebilir; değişken, klorüre- maruz kalan kargolarla küresel kimyasal parsel ticareti için bina inşa eden bir gemi sahibinin, geminin 20 yılı aşkın tasarım ömrü boyunca ölü ağırlık ve bakım tasarrufu yoluyla duplex'in primini geri kazanması daha olasıdır.

Yeni Bir Kimyasal Tanker İnşası İçin Hangi Sınıfı Belirtmelisiniz?

Ölü ağırlığın ve uzun vadeli korozyon direncinin en önemli olduğu durumlarda, klorüre- maruz kalan veya aşındırıcı kargolarla dünya çapında ticaret yapan yeni inşa koli tankerleri için duplex 2205'i belirtin;-; 316L, zararsız, iyi tanımlanmış ticaret yapan gemiler için-sağlam, daha düşük karmaşıklığa sahip bir seçenek olmaya devam ediyor-.Nihai karar, yalnızca maliyet veya sağlamlığa göre verilmek yerine, her zaman IBC Kodu kapsamında geminin özel kargo listesine göre kontrol edilmelidir.

Klorür-içeren kimyasallar → dubleks 2205 de dahil olmak üzere geniş, değişken bir kargo listesi taşıyan küresel kimyasal paket tankerleri, kargo uyumluluğu incelemesine-tarafından- tabidir.

Organik maddeler, bitkisel yağlar veya hafif asitlerden oluşan sabit-yük listesi → 316L olan gemiler genellikle yeterlidir ve imalat ve onarımı kolaylaştırır.

Yaklaşık 300 derecenin üzerindeki sürekli kargo veya temizleme sıcaklıklarını içeren ticaretler → dubleks yerine 316L veya başka bir yüksek-sıcaklık{-özelliğine sahip kaliteyi tercih eder.

Uzun-klorür-zengin rotalarda ölü ağırlık optimizasyonunu vurgulayan ticaretler → dubleks 2205'in ağırlık tasarrufu ve PREN avantajı genellikle primi haklı çıkarır.

Seçilen kaliteye bakılmaksızın tüm yeni yapım spesifikasyonları → malzeme programını tamamlamadan önce sınıflandırma derneği kaynak prosedürü kalifikasyonunu ve IBC Kodu Bölüm 17 uyumluluk belgelerini onaylayın.

Sıkça Sorulan Sorular

S: IBC Kodu kapsamında kimyasal tanker kargo tankları için dubleks paslanmaz çelik onaylı mıdır?

A: Evet. IBC Kodu belirli notları belirtmez; muhafaza ve gemi-tipi standartlarını belirler ve kargo uyumluluğu belgelerini gerektirir. Dubleks paslanmaz çelik, amaçlanan kargo listesiyle uyumlu olduğu doğrulandıktan ve geminin sınıflandırma kuruluşu tarafından onaylandıktan sonra kabul edilen bir kargo tankı malzemesidir ve birçok yeni inşa edilmiş koli tankerinde zaten standarttır.

S: Dubleks paslanmaz çelik, mevcut bir tankerdeki 316L kargo tanklarının yerini alabilir mi?

A: Yeni kaynak prosedürü kalifikasyonu, güncellenmiş kargo uyumluluk belgeleri ve geminin onaylı Uygunluk Sertifikası ile doğrulamayı içerdiğinden, yalnızca geminin sınıflandırma kurumu tarafından incelenen resmi bir dönüştürme veya onarım projesi yoluyla. Yeni inşa aşamasında duplex'i belirtmek, onu yenilemekten çok daha yaygındır.

S: Dubleks paslanmaz çelik tanklarda hangi yükler taşınmamalıdır?

A: Konsantre hidroklorik asit ve diğer kuvvetli indirgeyici, klorür-taşıyan asitler ile birlikte sürekli elleçleme veya yaklaşık 300 derecenin üzerinde temizleme sıcaklıkları gerektiren kargolar, östenitik 316L veya başka bir sınıfın dubleksten daha iyi performans gösterebileceği durumlardır. Uyumluluk her zaman kargo tarafından kontrol edilmelidir.

S: Hangi sınıflandırma kuruluşları dubleks kargo tankı imalatını onaylıyor?

A: DNV, ABS, Lloyd's Register, Bureau Veritas ve ClassNK - dahil olmak üzere IACS çerçevesi - kapsamında faaliyet gösteren tüm büyük kuruluşlar, tersanenin nitelikli bir kaynak prosedürü göstermesi ve üretim kaynaklarındaki ferrit dengesini doğrulaması koşuluyla dubleks paslanmaz çelik kargo tankı tasarımlarını onaylar.

S: IBC Kodu belirli bir kimyasal için tam bir paslanmaz çelik sınıfı belirtiyor mu?

A: Çoğu ürün için doğrudan değil. Kurallar, gerekli gemi tipini ve tank tipini Bölüm 17'de belirler ve tersane ile nakliyecinin kargo-malzeme uyumluluk verilerini alışverişinde bulunmalarını gerektirir; Özel paslanmaz çelik kalitesi daha sonra tasarımcı tarafından bu uyumluluk kaydına göre seçilir ve sınıf onayı sırasında doğrulanır.

S: Bir kimyasal tanker, 316L tanklar yerine dubleks kullanarak ne kadar ağırlıktan tasarruf edebilir?

A: Yayınlanmış vaka çalışmaları, gemi boyutuna ve tank konfigürasyonuna bağlı olarak, kargo tankı sistemi ağırlığında kabaca %10'luk bir azalma olduğunu bildirmektedir; bu, dolu bir gemide yaklaşık 30 ila 250 metrik tona karşılık gelir.