法兰材质详解
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船舶动力管路系统大量应用法兰，统计一艘11 万吨成品油轮的法兰，就有约25000个．法兰既是管 路的连接件，又是一种承压和密封元件．法兰质量的 高低，直接影响船舶的质量和安全．随着世界航运事 业迅猛发展，海上人命安全、提高船舶续航能力的 要求也随之提升．为适应船舶技术的发展，实现成为 世界第一造船大国的宏伟目标，我们应该从造船技 术的基础抓起，对船舶管系附件选用的材料进行了 系列研究．本文仅就锻钢法兰材料问题进行初步探 讨，并就国产材料标准如何与国际接轨提出看法．
船用锻钢法兰目前有一个国家标准、四个船舶 行业标准，即GB／T10746．1989《船用对焊钢法兰(四 进位)》、CB／T47．1999《船用对焊钢法兰》、 CBMl017—1981《PN3．0MPa对焊钢法兰》、CBM 1017．1981《PN4．OMPa对焊钢法兰》、CBM 1017—1981《PN6．3MPa对焊钢法兰》．GB／T 10746．1989和CB／T47—1999规定法兰的材料是 Q235一A或Q255．A；CBMl017．1981等三个船舶外 贸标准规定法兰的材料是钢25．这三种材料的化学 成分和力学性能见表1、表2和表3．
中国船舶工业一直沿用GB568．1965到 GB583．1965这一系列由原苏联标准演化来的法兰 国家标准，几十年也没人对它们进行深入研究．这一 系列法兰国家标准在1999年时大部分转化为船舶 行业标准，但内容不变，cB／T47—1999《船用对焊 钢法兰》就是其中之一(替代GB574—1965)，这些 标准主要用于舰船和沿海小型船舶上．1989年编制 的一系列符合国际标准ISO 2084：1974《管路法兰 一般应用米制系列公称尺寸》(已被IS0700一1： 1992，IS07005．2：1988，IS07005—3：1988代替)的 法兰国家标准用材料也沿用了GB568—1965～ GB583—1965规定的材料，这些标准主要用于远洋船 和出口船上． 中国船级社材料与焊接规范(2006年版)规定 了锅炉压力容器、管系附件用碳钢和碳锰钢化学成 分、力学性能，摘录见如下表4和表5．
船用无缝钢管(GB／T5312—1999)规定了符合 中国船级社材料与焊接规范规定的无缝钢管材料． 其化学成分和力学性能分别见表6和表7． 在钢材中，碳元素的含量起主导作用．它像动物 的骨骼，支撑着铁元素．碳元素含量低，钢材的韧性 高、强度低．碳元素含量高，钢材的韧性降低、强度 显著提高．随着钢材含碳量的增加，钢材要逐步变脆． 船舶管系附件的工作是长期处于受内压状态的，同 时，它还受温度、船体变形等的影响，所以要求船 舶管系附件的材料既有足够的强度又有合适的韧性． 对于船用锻钢法兰，还要有良好的焊接性能．
Q235．A、Q255．A、25钢都属于低碳钢的范畴， 有良好的焊接性能．但是，船用无缝钢管材料已与国 际接轨，而Q235一A、Q255．A、25钢并没有与国际 接轨，这就形成高碳低锰的法兰与低碳高锰的钢管 相焊接的情况．在铁碳合金中，碳元素是比较活跃 的，一旦温度适宜它就会从铁的束缚中挣出形成石 墨．造成焊接件潜在的断裂倾向．另外，Q235一A是一 种普通碳素结构钢，它在制造过程中仅强调其物理 性能，允许用镇静钢和沸腾钢制造；这对焊接不利． 查阅国内有关的材料标准发现，目前国内材料 标准虽然也在采用国际标准和国外先进标准，但完 全符合国际标准和国外先进标准的碳钢和碳锰钢尚 没有．这可能与我国冶炼工艺、设备、习惯以及继承 性有关．从国内现有标准中选择出符合船舶规范要 求的碳钢和碳锰钢材料生产船用锻钢法兰，解决船 用锻钢法兰标准材料不符合规范要求和国内不生产 符合规范要求材料的矛盾．我们对国内外上百种钢 材的化学成分、力学性能进行对比分析，最后筛选 出优质碳素结构钢15 Mn(GB／T 699．1999)、压力 容器用碳素钢16Mn(JB／T4726—2000)、低合金高强 度结构钢Q295、Q345、Q390(GB／T 1591．1994)．
经查阅钢材市场情况，16 Mn是国内常用材料， 建议船用锻钢法兰的材料改用16 Mn．目前，我厂已 绘制了16 Mn锻钢法兰的施工图，取代原国家标准 和行业标准；并在海洋工程产品上进行应用，获得 较好的经济效益．
