ASTM A131 B造船用鋼板

主要產品
ASTM-A131-B-造船用鋼板
ASTM A131 B STEEL PLATES USED IN SHIPBUILDING 3

ASTM A131 B steel plates are high-strength, low-alloy structural steel plates that are commonly used in the construction industry. These plates are specifically designed for shipbuilding and offshore structures, making them ideal for applications that require high strength and durability. ASTM A131 B steel plates are known for their excellent corrosion resistance and weldability, making them a popular choice for marine and naval applications. These plates are also resistant to atmospheric corrosion, making them suitable for use in harsh environments. Overall, ASTM A131 B steel plates are a reliable and versatile option for a variety of structural applications.

What is ASTM A131 B Steel?

ASTM A131 B is a high-strength low-alloy structural steel grade widely used in shipbuilding applications. It is a carbon-manganese steel with excellent strength, toughness, and weldability properties. This steel grade is produced to meet the requirements of the ASTM A131 specification, ensuring consistent quality and performance.

化學成分及機械性質

年級化學成分(%)
C錳≥S
ASTM A131  B 0.210.800.350.0350.035
年級機械性質
拉伸強度(MPa)屈服強度(MPa)% 伸長率最小 2 英吋(50 毫米)Impacting Test  Temperature(°C)
ASTM A131  B400-520235220

Advantages over Other Steel Grades

Compared to mild steel, ASTM A131 B offers significantly higher strength, allowing for lighter and more efficient designs. Its strength-to-weight ratio is advantageous in shipbuilding, where weight reduction is crucial for improving fuel efficiency and carrying capacity. Additionally, its weldability and toughness properties make it easier to fabricate and less susceptible to fractures and failures.

Applications in Shipbuilding

Hull Construction

  • Bottom Plates

One of the primary applications of ASTM A131 B steel is in the construction of ship hulls, particularly for the bottom plates. These plates form the base of the hull and must withstand immense loads and stresses from the water pressure, cargo weight, and wave impacts. The high strength and toughness of this steel grade make it an ideal choice for this critical component.

  • Side Shell Plates

The side shell plates, which form the sides of the hull, are also commonly made from ASTM A131 B steel. These plates experience significant bending and shear stresses due to the ship’s movements and wave loads. The steel’s strength and durability ensure the side shell can maintain its structural integrity under harsh marine conditions.

  • Deck Plates

The deck plates, which form the top surface of the ship, are subjected to various loads from cargo, equipment, and personnel. ASTM A131 B steel’s high strength and impact resistance make it suitable for these applications, allowing for thinner and lighter deck constructions without compromising safety.

Superstructure

  • Deckhouses

The deckhouses, which are the structures on the upper decks that house accommodation, navigation, and machinery spaces, are often constructed using ASTM A131 B steel plates. This steel grade’s strength and toughness ensure the deckhouses can withstand the harsh marine environment, including wind loads, green water impacts, and potential collisions.

  • Masts and Towers

Masts and towers on ships, used for communication antennas, navigation aids, and other equipment, are subjected to various loads and stresses. ASTM A131 B steel’s high strength-to-weight ratio makes it an excellent choice for these structures, allowing for lighter designs while maintaining the required structural integrity.

Internal Structures

  • Bulkheads

Bulkheads are vertical partitions within a ship that divide it into compartments and provide structural support. ASTM A131 B steel plates are commonly used for bulkhead construction due to their strength and ability to resist hydrostatic loads, collision forces, and other stresses.

  • Tank Boundaries

In ships carrying liquid cargo, such as tankers and bulk carriers, the tank boundaries are critical components that must be able to withstand high pressures and prevent leakage. ASTM A131 B steel’s strength and weldability make it a suitable choice for constructing these tank boundaries, ensuring the safe transportation of cargo.

Manufacturing Process

Steel Making

  • Basic Oxygen Furnace

One of the primary methods for producing ASTM A131 B steel is through the basic oxygen furnace (BOF) process. In this method, molten pig iron from a blast furnace is combined with scrap steel and other alloying elements in a refractory-lined vessel. High-purity oxygen is then blown through the mixture, causing a rapid oxidation reaction that removes impurities and adjusts the steel’s carbon content.

  • Electric Arc Furnace

Another common method for manufacturing ASTM A131 B steel is the electric arc furnace (EAF) process. In this method, scrap steel and other raw materials are melted by applying an electric current through graphite electrodes. The EAF process is typically used for producing smaller batches of steel and can be more energy-efficient than the BOF process.

  • Hot Rolling

After the steel has been produced in the furnace, it undergoes hot rolling to shape it into the desired plate or sheet form. This involves passing the hot steel through a series of rollers that progressively reduce its thickness and shape it into the final product dimensions. Precise control of the rolling temperature and rolling speed is crucial for achieving the desired mechanical properties in the final product.

  • Normalization Treatment

To improve the steel’s microstructure and mechanical properties, ASTM A131 B plates often undergo a normalization heat treatment process. This involves heating the plates to a specific temperature range, typically around 900°C (1650°F), and then allowing them to cool in air. This process helps to refine the grain structure and ensure uniform mechanical properties throughout the steel.

  • Testing and Inspection

Before being released for use, ASTM A131 B steel plates undergo a series of tests and inspections to ensure they meet the required specifications. This may include chemical composition analysis, mechanical property testing (such as tensile and impact tests), and non-destructive testing methods like ultrasonic inspection or magnetic particle inspection to check for any defects or flaws.

Design Considerations

Strength Requirements

When designing ships and offshore structures using ASTM A131 B steel plates, one of the primary considerations is meeting the required strength specifications. Naval architects and structural engineers must calculate the loads and stresses the structure will experience during its service life and ensure the steel plates have sufficient yield strength, tensile strength, and fatigue resistance to withstand these loads safely.

Corrosion Resistance

Marine environments are highly corrosive, and steel structures are susceptible to various forms of corrosion, such as general corrosion, pitting, and crevice corrosion. While ASTM A131 B steel has good inherent corrosion resistance due to its composition, additional measures like coatings, cathodic protection, and careful design are often necessary to minimize corrosion rates and extend the service life of the structure.

Weldability

Welding is a crucial process in shipbuilding, as it is used to join the various steel plates and components together. ASTM A131 B steel has excellent weldability characteristics, meaning it can be welded using various welding processes without significant issues like cracking, porosity, or excessive hardness in the heat-affected zone. However, proper welding procedures, preheating, and post-weld heat treatments may still be required to ensure high-quality welds.

Fatigue Life

Ships and offshore structures are subjected to cyclic loading from waves, wind, and other environmental factors, which can lead to fatigue cracking and eventual failure. ASTM A131 B steel’s fatigue properties must be carefully considered during the design phase, particularly in areas prone to high stress concentrations, such as welded joints, cutouts, and stress raisers. Proper detailing and fatigue life calculations are essential to ensure the structure can withstand the expected number of load cycles during its service life.

Welding of ASTM A131 B Steel

Weldability Characteristics

ASTM A131 B steel is generally considered to have good weldability characteristics due to its controlled chemical composition and carbon equivalent value. The carbon equivalent (CE) is a measure of a steel’s hardenability and is kept within specific limits to ensure good weldability. ASTM A131 B steel typically has a CE value between 0.35 and 0.45, which allows for successful welding without excessive hardening or cracking in the heat-affected zone (HAZ).

Welding Processes

  • Shielded Metal Arc Welding (SMAW)

One of the most common welding processes used for ASTM A131 B steel is shielded metal arc welding (SMAW), also known as stick welding. This process involves striking an electric arc between a consumable electrode and the base metal, creating a molten weld pool. The electrode coating provides shielding gas and flux to protect the weld from atmospheric contamination and facilitate proper fusion.

  • Submerged Arc Welding (SAW)

Submerged arc welding (SAW) is another widely used process for welding ASTM A131 B steel plates, particularly in shipbuilding and offshore construction. In this process, an continuously fed consumable electrode is submerged in a blanket of granular fusible flux, which protects the molten weld pool from atmospheric contamination. SAW is known for its high deposition rates, deep penetration, and suitability for welding thick sections.

  • Flux-Cored Arc Welding (FCAW)

Flux-cored arc welding (FCAW) is a semi-automatic or automatic welding process that uses a continuously fed tubular electrode containing a flux and alloying elements. The electrode core produces shielding gas as it melts, protecting the weld pool. FCAW can be used for welding ASTM A131 B steel in all positions and is known for its high deposition rates and good mechanical properties.

  • Preheating and Post-Weld Heat Treatment

For successful welding of ASTM A131 B steel plates, preheating and post-weld heat treatment may be necessary, depending on the plate thickness, welding process, and application requirements.

Preheating involves heating the base metal in the area around the weld before welding begins. This is done to slow the cooling rate of the weld metal and heat-affected zone (HAZ), reducing the risk of hydrogen-induced cracking and excessive hardening. The preheating temperature and holding time are typically specified based on the plate thickness, carbon equivalent, and welding process.

Post-weld heat treatment (PWHT) may be required after welding to relieve residual stresses, temper the HAZ, and improve the overall mechanical properties of the welded joint. Common PWHT processes for ASTM A131 B steel include stress relief annealing and post-weld baking. The specific PWHT parameters, such as temperature, holding time, and cooling rate, are determined based on the steel grade, plate thickness, and welding process used.

Welding Consumables

The selection of appropriate welding consumables, such as electrodes, wires, and fluxes, is crucial for achieving high-quality welds in ASTM A131 B steel. These consumables must be compatible with the base metal’s chemical composition and provide the desired mechanical properties in the weld metal and HAZ.

For SMAW, low-hydrogen electrode types like E7018 or E8018 are commonly used, as they provide good impact toughness and resistance to hydrogen-induced cracking. For SAW and FCAW, matching filler metal compositions, such as ER80S-B2 or E81T1-Ni1, are often specified to ensure compatibility with the base metal.

Proper storage and handling of welding consumables are also important to prevent moisture pickup, which can lead to hydrogen-induced cracking issues.

Quality Control and Testing

Chemical Composition Testing

Verifying the chemical composition of ASTM A131 B steel plates is essential to ensure they meet the specified requirements. Various analytical techniques, such as optical emission spectrometry (OES) and X-ray fluorescence (XRF), are used to determine the concentrations of elements like carbon, manganese, silicon, phosphorus, and sulfur in the steel.

Chemical composition testing is typically performed on samples taken from the steel melt or finished product. The results are compared against the allowable ranges specified in the ASTM A131 standard or other relevant specifications to ensure compliance.

Mechanical Property Testing

  • Tensile Testing

Tensile testing is a critical mechanical test performed on ASTM A131 B steel plates to evaluate their strength and ductility properties. During a tensile test, a sample of the steel is subjected to a gradually increasing tensile load until it fractures. The test measures properties like yield strength, tensile strength, elongation, and reduction in area, which are compared against the minimum requirements in the applicable standards.

  • Impact Testing  

Impact testing, such as the Charpy V-notch test, is used to assess the toughness and ductility of ASTM A131 B steel plates, particularly their resistance to brittle fracture at low temperatures. In this test, a notched sample is struck by a swinging pendulum, and the energy absorbed during fracture is measured. Impact testing is crucial for evaluating the suitability of the steel for marine and offshore applications, where low-temperature toughness is essential.

Non-Destructive Testing (NDT)

  • Ultrasonic Testing (UT)

Ultrasonic testing (UT) is a widely used non-destructive testing method for detecting internal defects, such as inclusions, porosity, and cracks, in ASTM A131 B steel plates. This technique involves transmitting high-frequency sound waves into the material and analyzing the reflected waves to identify any discontinuities or flaws.

  • Magnetic Particle Inspection (MPI)

Magnetic particle inspection (MPI) is another common non-destructive testing method used for detecting surface and near-surface defects in ASTM A131 B steel plates. In this technique, the steel component is magnetized, and iron particles are applied to the surface. Any defects or discontinuities present will create localized magnetic flux leakage, causing the iron particles to accumulate and reveal the defect’s location and size.

  • Radiographic Testing (RT)

Radiographic testing (RT), also known as X-ray or gamma-ray testing, is a powerful non-destructive testing method that can detect internal defects, such as inclusions, porosity, and cracks, in ASTM A131 B steel plates. This technique involves passing high-energy radiation through the steel component and capturing the resulting image on a film or digital detector. The density and thickness variations in the steel cause differences in the radiation absorption, revealing any internal defects or discontinuities.

Standards and Specifications

ASTM A131 Specification Details

The ASTM A131 standard is the primary specification governing the production and requirements for ASTM A131 B steel plates used in shipbuilding and other structural applications. This standard covers chemical composition limits, mechanical property requirements, permitted manufacturing processes, and testing and inspection criteria.

Some key requirements specified in ASTM A131 for the B grade include:

– Minimum yield strength of 51,000 psi (355 MPa)

– Minimum tensile strength of 71,000 psi (490 MPa)

– Minimum elongation in 8 inches (200 mm) of 18%

– Impact testing requirements at various temperatures (e.g., 20 ft-lbs at 0°F for plates up to 1 inch thick)

– Maximum carbon equivalent (CE) value for good weldability

Other Relevant Standards (DNV, LR, etc.)

In addition to the ASTM A131 standard, shipbuilding and offshore projects may also need to comply with other industry-specific standards and regulations. Some notable examples include:

– DNV GL Standards for Maritime and Offshore Industries

– Lloyd’s Register (LR) Rules and Regulations for the Construction and Classification of Steel Ships

– American Bureau of Shipping (ABS) Rules for Building and Classing Steel Vessels

These standards often have additional requirements or modifications to the ASTM A131 specification, depending on the intended application and operating environment of the structure.

Certification and Approval Process

ASTM A131 B steel plates used in shipbuilding and offshore construction typically require certification and approval from recognized classification societies or regulatory bodies. This process involves verifying that the steel meets all the applicable standards and specifications, as well as reviewing the manufacturing processes, quality control procedures, and testing records.

Certified mill test reports (CMTRs) and other documentation are issued by the steel manufacturer, providing traceability and evidence of compliance. These documents are then reviewed and approved by the relevant classification society or authority before the steel can be used in the intended application.

Sustainability and Environmental Considerations

The maritime and offshore industries are increasingly focused on sustainability and reducing their environmental impact. This is driving the development of more eco-friendly steel production methods and the use of recycled or reusable materials.

For ASTM A131 B steel, some key areas of focus include:

– Reducing greenhouse gas emissions during steel production through energy-efficient processes and alternative fuel sources

– Improving recyclability and incorporating recycled steel into new products

– Developing corrosion-resistant coatings and treatments to extend service life and reduce maintenance requirements

– Optimizing structural designs to minimize material usage and waste

Additionally, life cycle assessment (LCA) and environmental product declarations (EPDs) are becoming more prevalent, providing transparency and quantifying the environmental impacts associated with the production and use of ASTM A131 B steel plates.

為什麼選擇吉尼鋼

如果您想尋找值得信賴的鋼材製造商,Gnee將是您的最佳選擇。 15年經驗鋼鐵產品製造商,通過船級社、CE、ISO、SGS認證。我們保證最高的安全和品質標準。我們滿足著名船級社的所有要求。
證書

此外,我們的鋼材已成功出口到德國、韓國、美國、墨西哥、阿根廷等60多個國家。許多老客戶來我們公司和工廠參觀並下了多個訂單。

合作公司展示
Gnee提供哪些服務?
測量和品質測試3
  • 尺寸檢驗:長度、寬度、直徑;厚度、直線度;平面度、輪廓度;
  • 表面檢測: 視力檢查;粗糙度測試;塗層厚度測量;
  • 成分測試:間隙元素分析-C、S、P、Si;合金牌號驗證;納入評級;
  • 機械測試:拉伸強度、屈服強度;韌性、延展性;硬度測試;
  • 探傷:超音波、射線檢測;磁粉、染料滲透檢測;
  • 文件:檢驗報告;測試證書;物料追溯
機械加工和精加工1
機械加工和精加工3
機械加工和精加工2
  • CNC加工-車削、銑削、鑽削
  • 表面處理如拋光
  • 熱處理——淬火、退火
  • 濕式/粉末塗料
切割服務3
切割服務1
切割服務2
  • 水刀切割
  • 雷射切割
  • 等離子切割
  • 剪切/沖孔
成型與製造3
成型與製造1
成型與製造2
  • 捲動
  • 折彎機
  • 板材彎曲 - 凹凸
  • 型材彎曲-根據圖紙定制製造
測試和檢驗3
測試和檢驗1
測試與檢驗2
  • 化學分析
  • 機械測試
  • 無損檢測
  • 超音波、射線照相檢測

我們使用 cookie 為您提供最佳的線上體驗。同意即表示您接受根據我們的 cookie 政策使用 cookie。

關閉彈出視窗
隱私設定已儲存!
隱私設定

當您造訪任何網站時,它可能會在您的瀏覽器上儲存或檢索訊息,主要以 cookie 的形式。在此控制您的個人 Cookie 服務。

拒絕所有服務
節省
接受所有服務
開啟隱私設定
價格
電子郵件
Whatsapp