케미컬 탱커의 이중 스테인리스강: 화물 탱크 재료 선택 및 IMO 규정 준수

오늘날 케미컬 탱커 화물 탱크에는 어떤 스테인레스 스틸 등급이 사용됩니까?

오스테나이트계 316L(및 질소{1}}합금 변형 316LN)과 이중 스테인리스강 UNS S31803/S32205(상업적으로 "2205"로 판매됨)의 두 가지 등급 계열이 지배적입니다.두 가지 모두 독립형 또는 일체형 탱크의 화물 접촉 라이닝으로 사용되는 가공, 용접 가능, 내부식성 등급-이며, 두 가지 중 하나를 선택하는 것이 모든 신규 케미컬 탱커에 대한 핵심 재료 선택 결정입니다.

316L은 수십 년 동안 케미컬 탱커 화물 탱크의 전통적인 주력 제품이었습니다. 널리 사용 가능하고 조선소에서 잘 알려져 있으며 광범위한 유기 화학 물질, 식용유 및 약산에 대한 내성이 있습니다. 2상 오스테나이트- 페라이트 미세 구조를 지닌 이중 스테인리스강은 나중에 케미컬 탱커 선단에 도입되었지만 이후 신조 소포 탱커, 특히 UNS S31803 및 이에 대한 강화된 화학 대응품의 표준 화물 탱크 재료로 확립되었습니다.UNS S32205. 두 이중 명칭 모두 316L보다 실질적으로 더 높은 강도와 ​​염화물 저항성을 제공하며, 이는 채택을 주도한 조합입니다.

더 적은 수의 선박이 특정 공격적인 화물 거래를 위해 슈퍼 듀플렉스(UNS S32750/S32760) 이상의{2}}합금 오스테나이트 등급(254 SMO, 합금 20)을 지정하지만 이는 이 문서에서 다루는 선단 표준이 아닌 예외로 남아 있습니다.

듀플렉스 스테인레스 스틸이 새로운 화물 탱크에 대해 316L보다 선호되는 업그레이드가 된 이유는 무엇입니까?

듀플렉스 스테인리스강은 일반적으로 동급의 316L 설계에 비해 화물 탱크 시스템 중량을 약 10% 줄이는 동시에 구멍 및 응력-부식-균열 저항-을 높이는 동시에 유조선의 사용 가능한 적재 중량을 직접적으로 증가시키는 조합입니다.절감 효과는 듀플렉스의 대략 두 배의 항복 강도에서 비롯됩니다. 이를 통해 설계자는 분류 사회의 구조적 규칙을 충족하면서도 판 두께를 줄일 수 있습니다.

출처: ASTM A240 구성 제한에 따라 계산된 PREN; ASTM A240에 따른 최소 항복 강도; 무게-게시된 듀플렉스 스테인리스강 해양 공학 사례 연구(Outokumpu/IMOA 듀플렉스 핸드북 문헌)당 절약 수치입니다.

케미컬 탱커 화물 탱크 재설계에 대한 문서화된 사례 연구에서 AISI 316L로 제작된 원통형 탱크 부분의 무게는 약 33,900kg이었습니다. 내장된 등가 탱크UNS S31803 듀플렉스무게는 약 22,300kg-으로 단일 탱크에서 약 11.6미터톤을 절약할 수 있습니다. 전체 화물 탱크 세트에 걸쳐 확장된 발표된 수치에 따르면 선박 크기에 따라 선박당 약 30~250미터톤의 총 중량 절감 효과가 나타납니다. 12개 이상의 분리된 탱크가 있는 소화물 유조선의 경우, 이러한 중량 절감은 부식 성능을 저하시키지 않고 자중을 운반하는 추가 화물-이나 강철 및 제조 비용 감소로 직접 전환됩니다.

IMO IBC 코드는 화물탱크 재료 선택을 어떻게 관리합니까?

IBC 규정은 하나의 필수 스테인리스강 등급을 규정하지 않습니다. 대신 17장에서 각 화물에 대한 선박-유형 및 탱크-격납 기준을 설정하고 해당 화물에 특정 자재를 일치시키는 부담을 조선소와 화물 운송업체에 전가합니다.이로 인해 IMO 규정 준수는 재료 못지않게 문서화 및 엔지니어링 활동이 됩니다.

코드의 정식 명칭은 위험 화학물질을 대량으로 운반하는 선박의 건설 및 장비에 관한 국제 코드입니다. 이는 SOLAS Chapter VII(위험물 운송) 및 MARPOL Annex II(대량으로 운송되는 유해 액체 물질에 의한 오염 통제에 대한 규정)을 통해 1986년 7월 1일 이후 건조된 케미컬 탱커에 대해 의무화되었습니다. 이 코드는 선박이 운송하도록 설계된 화물의 심각도에 따라 선박을 세 가지 선박 유형으로 분류합니다.

출처: IMO, 위험 화학물질을 대량으로 운반하는 선박의 건설 및 장비에 관한 국제 규정(IBC 규정), 선박 유형 1~3의 정의.

코드 17장 "최소 요구 사항 요약"에는 필요한 선박 유형, 탱크 유형 및 기타 설계 매개변수에 대해 수천 개의 개별 화학 제품이 나열되어 있으며 그 중 다수에 특수 구조 참고 사항이 표시되어 있습니다. 6장에서는 건설 재료와 화물{3}}격납 설계를 보다 광범위하게 다루고 있습니다.

2007년 규정의 포괄적 개정에 따라 각 화물에 대한 특정 일반 재료 코드를 나열하는 기존 관행이 축소되었습니다. 주어진 탱크 재료가 특정 화물과 화학적으로 호환되는지 확인하는 책임은 이제 배송 전에 호환성 데이터를 제공해야 하는 조선소와 각 선적 전에 화물 호환성 정보를 제공해야 하는 화물 운송업체와 공동으로 있습니다. 실제로 이는 EPC 계약자 또는 선주가 선박의 의도된 거래 패턴 및 화물 목록을 기반으로 316L, 듀플렉스 2205 또는 다른 적격 등급을 선택한 다음 코드 자체에서 단일 등급을 읽는 대신 17장의 호환성 요구 사항 및 선박의 ​​승인 화물 목록-에 대해 선택을 문서화한다는 의미입니다.

화학 서비스 분야의 이중 스테인리스 스틸에 적용되는 화물 호환성 제한은 무엇입니까?

듀플렉스 스테인리스강은 316L 이상의 보편적인 업그레이드가 아닙니다. - 특정 환원산에서 오스테나이트 등급보다 성능이 떨어지고 대략 300도 이상에서는 인성을 잃습니다. 따라서 화물{3}}별-화물 호환성 검사는 전이중 탱커에서도 여전히 필수입니다.{5}}재료의 강도와 염화물 저항성으로 인해 IBC 코드에서 이미 요구하는 것과 동일한 호환성 문서가 필요하지 않은 것은 아닙니다.

농축된 염산 및 기타 강하게 환원되는 염화물{0}}함유 산은 페라이트 상을 공격하는 것보다 더 빠르게 이중으로 공격할 수 있습니다.오스테나이트계 316L, 따라서 듀플렉스의 PREN이 더 높음에도 불구하고 이러한 화물에는 오스테나이트 또는 더 높은{0}}합금 등급이 선호될 수 있습니다.

약 300도 이상의 위험 시그마-단계를 초과하는 지속적인 화물 또는 탱크 세척 온도와 듀플렉스의 기타 금속간 석출, 인성 및 내식성 저하 - 316L은 더 넓은 고온 서비스 범위를 허용합니다-.

약 -50도 이하에서 듀플렉스의 페라이트 상은 연성-에서-취성 전이에 접근하는 반면, 오스테나이트 316L은 극저온에서 인성을 유지하므로 매우 낮은 온도의 화물에 316L을 선호합니다.-

고농도의 고산화성 산(예: 농축 질산)은 모든 농도와 온도에서 보편적으로 저항성이 없기 때문에 두 등급 모두에 대해 사례{0}}별{1}} 평가가 필요합니다.

이러한 제한은 바로 IBC 코드에서 조선소와 배송업체가 교환하도록 요구하는 화물{0}}특정 데이터의 종류입니다. 316L 탱크 - 듀플렉스는 염화물이 풍부하고 높은-강도-수요 화물에 대한 호환 화물 범위를 넓히므로 듀플렉스 2205로 완전히 제작된 탱크는 여전히 동일한 호환성 승인이 필요하지만, 호환성 검사를 대체하지는 않습니다.

선급협회 승인이 이중 화물탱크 설계에 어떤 영향을 미칩니까?

DNV, ABS, Lloyd's Register, Bureau Veritas 또는 ClassNK -와 같은 선급 협회 -는 탱크가 316L인지 이중인지에 관계없이 IMO 대량 위험 화학 물질 운송에 대한 적합성 인증서를 발급하기 전에 화물 탱크의 구조 설계, 용접 절차 및 재료 인증을 승인해야 합니다.특히 듀플렉스의 경우, 듀플렉스의 내식성은 제작을 통해 2상 미세 구조를 유지하는 데 달려 있기 때문에 협회에서는 페라이트 균형 및 용접 자격에 추가적인 조사를 적용합니다.

선급협회는 화학물질 운반선이 기국의 SOLAS/MARPOL 의무와 IBC 코드의 구조적 및 재료 요구사항을 모두 충족하는지 검증하는 위임 기관으로, 국제선급협회(IACS)가 유지하는 조화로운 프레임워크에 따라 운영됩니다. 화물 탱크 재료 승인을 위해 등급 검사관은 일반적으로 화학 성분 및 기계적 특성에 대한 밀 테스트 인증서(EN 10204 유형 3.1), 각 조인트 유형에 대한 용접 절차 사양(WPS) 및 절차 자격 기록(PQR), 완료된 용접에 대한 비{3}}테스트 기록을 검토합니다. 이중 탱크의 경우, 대부분의 사회에서는 생산 용접 시 금속 조직 검사 또는 페라이트경 측정 -을 통한 페라이트 함량 확인 -을 추가로 요구합니다. 그 이유는 불균형한 페라이트-오스테나이트 비율이 선박 사용 중 이중 부식 실패의 가장 일반적인 근본 원인-이기 때문입니다.

이중 화물 탱크에는 어떤 용접 및 제작 제어가 필요합니까?

이중 화물 탱크 용접에는 316L보다 더 엄격한 열-입력 및 층간{1}}온도 제어가 필요합니다. 왜냐하면 용접 금속과 열{3}}영향부는 내식성을 유지하기 위해 약 35~65%의 페라이트-오스테나이트 균형을 유지해야 하기 때문입니다.오스테나이트 제조에만 경험이 있는 조선소에서는 일반적으로 이중 강판을 절단하기 전에 별도의 클래스{0}}입회 용접 절차 인증이 필요합니다.

출처: 용접 매개변수는 IMOA/Outokumpu 듀플렉스 핸드북 지침 및 표준 분류 협회 용접 절차 자격 요건(예: 화학 탱커에 대한 DNV, ABS, Lloyd's Register 규칙)에 따라 확립된 듀플렉스 스테인리스강 제조 관행을 반영합니다.

316L과 이중 화물 탱크의 총 소유 비용을 비교하면 얼마입니까?

이중 화물 탱크는 원자재 톤당 비용이 더 높지만 판 두께 감소, 구조 중량 감소 및 서비스 수명 연장을 고려하면 일반적으로 선박당 비용이 더 저렴합니다.316L이 구멍이 나고 응력{2}}부식 균열이 발생하기 쉬운 따뜻하고 염화물이 풍부한 항로에서 거래하는 선박의 경제적 상황은 더욱 강화됩니다.

재료 가격: 듀플렉스 2205는 일반적으로 오스테나이트 등급보다 크롬 및 몰리브덴 함량이 높고 니켈 함량이 낮기 때문에 일반적으로 316L에 비해 킬로그램당 가격 프리미엄이 있습니다.

제작 중량: 듀플렉스의 더 높은 항복 강도는 동일한 구조적 부하에 대해 30~40% 더 얇은 플레이트를 허용하며, 이는 탱크당 기준으로-킬로그램당 프리미엄을 크게 상쇄할 수 있습니다.-

중량 증가: 더 가벼운 탱크 시스템은 선박의 작동 수명 동안 추가 화물 운송 능력으로 판매될 수 있는 중량 용량을 확보합니다.{0}}

부식-관련 가동 중지 시간: 듀플렉스의 높은 PREN은 구멍 뚫기-수리 및 염화물-노출 또는 온수{4}}거래 경로에서의 휴무-임대 시간 가능성을 줄여줍니다.

제작 비용: 이중 용접에는 보다 엄격한 열 입력 제어와 추가 페라이트 검증이 필요하므로 316L에 비해 조인트당 제작 비용이 높아질 수 있습니다.

이러한 요인 중 어느 것도 독립적으로 작동하지 않습니다. - 양성 화물을 고정 단기- 해상 무역으로 운영하는 선주는 316L의 낮은 제조 복잡성이 듀플렉스의 중량 절감보다 더 크다는 것을 알 수 있는 반면, 가변 염화물 노출 화물을 사용하는 글로벌 화학 소포 거래를 위한 소유자는 선박의 20년 이상의 설계 수명 동안 중량 및 유지 관리 비용 절감을 통해 듀플렉스의 프리미엄을 회수할 가능성이 더 높습니다.

새로운 케미컬 탱커 건조에는 어떤 등급을 지정해야 합니까?

재하중량과 장기 부식 저항성이 가장 중요한 염화물-노출 또는 부식성 화물을 전 세계적으로 거래하는 신조 소포 유조선에는 이중 2205를 지정합니다. 316L은 여전히 ​​선량하고 잘 정의된 거래에 종사하는 선박에 적합하고 복잡성이 낮은-선택입니다.최종 결정은 비용이나 강도만 고려하기보다는 항상 IBC 코드에 따른 선박의 특정 화물 목록을 기준으로 확인해야 합니다.

염화물-함유 화학 물질을 포함한 광범위하고 다양한 화물 목록을 운반하는 글로벌 화학 소포 유조선 → 이중 2205, 화물-별-화물 호환성 검토 대상.

유기물, 식물성 기름 또는 약산성 물질로 구성된 잘 특성화된 고정된-화물 목록이 있는 선박 → 316L은 일반적으로 적합하며 제작 및 수리를 단순화합니다.

약 300도 이상의 지속적인 화물 또는 청소 온도와 관련된 거래 → 듀플렉스보다 316L 또는 다른 고온-온도- 가능 등급을 선호합니다.

장거리-염화물-이 풍부한 경로에 대한 중량 최적화를 강조하는 거래 → 이중 2205의 중량 절감 및 PREN 이점은 일반적으로 프리미엄을 정당화합니다.

선택한 등급에 관계없이 모든 신조 사양 → 자재 일정을 확정하기 전에 선급 협회 용접 절차 자격 및 IBC 코드 17장 호환성 문서를 확인하십시오.

자주 묻는 질문

Q: IBC 코드에 따라 이중 스테인리스 스틸이 케미컬 탱커 화물 탱크에 승인되었습니까?

A: 예. IBC 코드는 특정 등급을 지정하지 않습니다. 이는 격납 및 선박-유형 표준을 설정하고 화물 호환성 문서가 필요합니다. 의도한 화물 목록과의 호환성이 검증되고 선박 선급 협회의 승인을 받은 듀플렉스 스테인레스 스틸은 허용되는 화물 탱크 재료이며 이미 신축되는 많은 소포 유조선의 표준입니다.

질문: 듀플렉스 스테인리스강이 기존 유조선의 316L 화물 탱크를 대체할 수 있습니까?

A: 선박 선급 협회에서 검토한 공식적인 개조 또는 수리 프로젝트를 통해서만 가능합니다. 왜냐하면 여기에는 새로운 용접 절차 인증, 업데이트된 화물 호환성 문서, 선박이 승인한 적합성 인증서에 대한 검증이 포함되기 때문입니다. 개조하는 것보다 신축 단계에서 듀플렉스를 지정하는 것이 훨씬 더 일반적입니다.

Q: 이중 스테인리스 스틸 탱크에 어떤 화물을 운송해서는 안 됩니까?

A: 농축된 염산 및 기타 강하게 환원되는 염화물{0}}함유 산과 약 300도 이상의 지속적인 취급 또는 세척 온도가 필요한 화물은 오스테나이트계 316L 또는 다른 등급이 듀플렉스보다 성능이 뛰어날 수 있습니다. 호환성은 항상 화물별로 확인해야 합니다.

Q: 어느 선급 협회에서 이중 화물 탱크 제작을 승인합니까?

A: DNV, ABS, Lloyd's Register, Bureau Veritas 및 ClassNK -를 포함하여 IACS 프레임워크 - 하에서 운영되는 모든 주요 학회는 조선소가 자격을 갖춘 용접 절차를 시연하고 생산 용접에서 페라이트 균형을 검증하는 경우 이중 스테인리스강 화물 탱크 설계를 승인합니다.

질문: IBC 규정은 특정 화학물질에 대해 정확한 스테인레스강 등급을 지정합니까?

A: 대부분의 제품에는 직접적으로 적용되지 않습니다. 코드는 17장에서 필요한 선박 유형과 탱크 유형을 설정하고 조선소와 배송업체가 화물{2}}재료 호환성 데이터를 교환하도록 요구합니다. 그런 다음 특정 스테인레스 스틸 등급은 해당 호환성 기록에 대해 설계자가 선택하고 클래스 승인 중에 확인됩니다.

Q: 316L 탱크 대신 듀플렉스를 사용하면 케미컬 탱커의 무게를 얼마나 줄일 수 있나요?

A: 발표된 사례 연구에서는 화물 탱크 시스템 중량이 대략 10% 감소한다고 보고합니다. 이는 선박 크기 및 탱크 구성에 따라 전체 선박에서 약 30~250미터톤에 해당합니다.