住友金属工业开发出焊接部位疲劳强度更高的高张力钢板
作者：松田 千穗 日期：2008-03-27 关键字：焊接 来源：日经BP
住友金属工业开发出了焊接部位的疲劳强度更高的“FCA-W钢”。是对抗疲劳特性出色的高张力厚钢板“FCA钢”进一步改进而成。目前已决定在川崎造船建造的LNG船上采用。
疲劳的发生过程是：首先产生细小的疲劳龟裂，然后这些龟裂逐渐扩大。因此，在钢结构物的疲劳设计中，通常将重点放在防止疲劳龟裂的发生上。与此不同，该公司2001年开发的FCA钢的特点是通过抑制已发生的疲劳龟裂的扩大，来达到抗疲劳破坏的效果。新开发的FCA-W钢能够进一步抑制焊接部位发生的疲劳龟裂。
具体来说，川崎造船将使用FCA-W钢作为LNG船舱盖及上甲板的焊接部位、舱盖壳板，液舱盖上甲板内侧的加强构件(图)。这些部位位于船体中央位置，最大程度地承担着船体纵向弯曲的负荷。以前，为了确保一定的疲劳强度而采用的做法是：增加板厚、加装加强构件、或者为了避免应力集中而采用磨削加工。
而采用FCA-W钢时，无需增加厚度或者进行加强，即可获得一定的疲劳强度。据日本海事协会的评测，采用FCA-W钢部位的疲劳寿命达到以往钢材的约2倍以上。这样，在延长采用FCA-W钢部位的寿命的基础上，还可通过船体的轻型化来提高燃效。另外，由于可省略磨削加工等工序，因此还可降低成本。
疲劳的发生过程是：首先产生细小的疲劳龟裂，然后这些龟裂逐渐扩大。因此，在钢结构物的疲劳设计中，通常将重点放在防止疲劳龟裂的发生上。与此不同，该公司2001年开发的FCA钢的特点是通过抑制已发生的疲劳龟裂的扩大，来达到抗疲劳破坏的效果。新开发的FCA-W钢能够进一步抑制焊接部位发生的疲劳龟裂。
具体来说，川崎造船将使用FCA-W钢作为LNG船舱盖及上甲板的焊接部位、舱盖壳板，液舱盖上甲板内侧的加强构件(图)。这些部位位于船体中央位置，最大程度地承担着船体纵向弯曲的负荷。以前，为了确保一定的疲劳强度而采用的做法是：增加板厚、加装加强构件、或者为了避免应力集中而采用磨削加工。
而采用FCA-W钢时，无需增加厚度或者进行加强，即可获得一定的疲劳强度。据日本海事协会的评测，采用FCA-W钢部位的疲劳寿命达到以往钢材的约2倍以上。这样，在延长采用FCA-W钢部位的寿命的基础上，还可通过船体的轻型化来提高燃效。另外，由于可省略磨削加工等工序，因此还可降低成本。
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| 图：“FCA-W钢”的采用部位(日本海事协会用于计算的数据)。舱盖抗拒波浪造成的船体纵向弯曲变形，结果使得舱盖及上甲板的焊接部位承受强大的应力。这一应力随着波浪反复出现巨大变动，从而影响疲劳寿命。 |
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