法蘭材質詳解
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船舶動力管路系統大量應用法蘭，統計一艘11 萬噸成品油輪的法蘭，就有約25000個．法蘭既是管 路的連接件，又是一種承壓和密封元件．法蘭質量的 高低，直接影響船舶的質量和安全．隨著世界航運事 業迅猛發展，海上人命安全、提高船舶續航能力的 要求也隨之提升．為適應船舶技術的發展，實現成為 世界第一造船大國的宏偉目標，我們應該從造船技 術的基礎抓起，對船舶管系附件選用的材料進行了 系列研究．本文僅就鍛鋼法蘭材料問題進行初步探 討，并就國產材料標準如何與國際接軌提出看法．
船用鍛鋼法蘭目前有一個國家標準、四個船舶 行業標準，即GB／T10746．1989《船用對焊鋼法蘭(四 進位)》、CB／T47．1999《船用對焊鋼法蘭》、 CBMl017—1981《PN3．0MPa對焊鋼法蘭》、CBM 1017．1981《PN4．OMPa對焊鋼法蘭》、CBM 1017—1981《PN6．3MPa對焊鋼法蘭》．GB／T 10746．1989和CB／T47—1999規定法蘭的材料是 Q235一A或Q255．A；CBMl017．1981等三個船舶外 貿標準規定法蘭的材料是鋼25．這三種材料的化學 成分和力學性能見表1、表2和表3．
中國船舶工業一直沿用GB568．1965到 GB583．1965這一系列由原蘇聯標準演化來的法蘭 國家標準，幾十年也沒人對它們進行深入研究．這一 系列法蘭國家標準在1999年時大部分轉化為船舶 行業標準，但內容不變，cB／T47—1999《船用對焊 鋼法蘭》就是其中之一(替代GB574—1965)，這些 標準主要用于艦船和沿海小型船舶上．1989年編制 的一系列符合國際標準ISO 2084：1974《管路法蘭 一般應用米制系列公稱尺寸》(已被IS0700一1： 1992，IS07005．2：1988，IS07005—3：1988代替)的 法蘭國家標準用材料也沿用了GB568—1965～ GB583—1965規定的材料，這些標準主要用于遠洋船 和出口船上． 中國船級社材料與焊接規范(2006年版)規定 了鍋爐壓力容器、管系附件用碳鋼和碳錳鋼化學成 分、力學性能，摘錄見如下表4和表5．
船用無縫鋼管(GB／T5312—1999)規定了符合 中國船級社材料與焊接規范規定的無縫鋼管材料． 其化學成分和力學性能分別見表6和表7． 在鋼材中，碳元素的含量起主導作用．它像動物 的骨骼，支撐著鐵元素．碳元素含量低，鋼材的韌性 高、強度低．碳元素含量高，鋼材的韌性降低、強度 顯著提高．隨著鋼材含碳量的增加，鋼材要逐步變脆． 船舶管系附件的工作是長期處于受內壓狀態的，同 時，它還受溫度、船體變形等的影響，所以要求船 舶管系附件的材料既有足夠的強度又有合適的韌性． 對于船用鍛鋼法蘭，還要有良好的焊接性能．
Q235．A、Q255．A、25鋼都屬于低碳鋼的范疇， 有良好的焊接性能．但是，船用無縫鋼管材料已與國 際接軌，而Q235一A、Q255．A、25鋼并沒有與國際 接軌，這就形成高碳低錳的法蘭與低碳高錳的鋼管 相焊接的情況．在鐵碳合金中，碳元素是比較活躍 的，一旦溫度適宜它就會從鐵的束縛中掙出形成石 墨．造成焊接件潛在的斷裂傾向．另外，Q235一A是一 種普通碳素結構鋼，它在制造過程中僅強調其物理 性能，允許用鎮靜鋼和沸騰鋼制造；這對焊接不利． 查閱國內有關的材料標準發現，目前國內材料 標準雖然也在采用國際標準和國外先進標準，但完 全符合國際標準和國外先進標準的碳鋼和碳錳鋼尚 沒有．這可能與我國冶煉工藝、設備、習慣以及繼承 性有關．從國內現有標準中選擇出符合船舶規范要 求的碳鋼和碳錳鋼材料生產船用鍛鋼法蘭，解決船 用鍛鋼法蘭標準材料不符合規范要求和國內不生產 符合規范要求材料的矛盾．我們對國內外上百種鋼 材的化學成分、力學性能進行對比分析，最后篩選 出優質碳素結構鋼15 Mn(GB／T 699．1999)、壓力 容器用碳素鋼16Mn(JB／T4726—2000)、低合金高強 度結構鋼Q295、Q345、Q390(GB／T 1591．1994)．
經查閱鋼材市場情況，16 Mn是國內常用材料， 建議船用鍛鋼法蘭的材料改用16 Mn．目前，我廠已 繪制了16 Mn鍛鋼法蘭的施工圖，取代原國家標準 和行業標準；并在海洋工程產品上進行應用，獲得 較好的經濟效益．
