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打破法国长期垄断,中国4年成功自研这一关键材料!美国也造不出

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金十数据 2021-05-14 13:43

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厚度只有0.7毫米的殷瓦钢各位见过吗?看似很普通的钢材,但并不是哪个国家想造就能够造出来的。此前,这一技术长期被法国垄断,美国也造不出来。不过,经过近4年的艰苦研发,我国成功打破了这一“卡脖子”技术,完成自研。接下来就聊聊殷瓦钢那些事。

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首先,要了解殷瓦钢,就需要了解它的用途——制造LNG运输船。在民用造船界,有两种高端船舶被公认是造船业“皇冠上的明珠”,一种是豪华邮轮,而另一种就是LNG船。

LNG,是液化天然气的简称,而LNG船就是运输液化天然气的专用船舶。液化天然气有一个特殊的要求,它必须在-161.5摄氏度下才能保存,所以,LNG船一般是在-163摄氏度下运输这种能源,于是就有了“海上超级冷冻车”的称号。

数千吨乃至上万吨的液化天然气飘洋过海,完成几千公里的长途跋涉,对于LNG运输船的安全性要求之高是可想而知的。要知道,这种能源一旦发生外泄,遇到空气就会爆炸,其威力堪比一颗巨大的炸弹。因此,LNG船是公认的“三高”特殊船舶,即高技术,高可靠性和高附加值,目前世界上也只有美国、中国、日本、韩国、法国等少数几个国家能够建造这种船。

那么,LNG船是如何防止液化天然气外泄的?就是采用殷瓦钢作为内胆。这就好比我们用的暖水壶,它有一层外壳,里面也有一个用于装热水的内胆,而殷瓦钢就是装载液化天然气的“内胆”材料。

一般来说,绝大多数物体都会受“热胀冷缩”原理影响,如果LNG船的液化舱使用一般的钢材制造,在超低温环境下,就会出现冷裂,甚至产生爆炸。而殷瓦钢的神奇之处就在于,它是唯一一种几乎不存在热胀冷缩效应的合金钢,最适合用来作为液化气体运输和存储的材料。

所以,作为LNG船最核心的材料,殷瓦钢又被称为“明珠中的明珠”,此前,全球唯有法国的GTT一家公司能够生产这种钢,这家公司在LNG储存舱薄膜密封系统制造领域已有60多年的历史,拥有多项专利技术。即便美国、日本、韩国等国能够制造LNG船,但它们制造LNG船用的殷瓦钢都需要从法国进口

不难想象,这种钢材的价格自然是不菲的, 进口材料一公斤要价十几欧元,每吨的价格是普通船板的20倍左右,一艘14.7万立方米的LNG船,殷瓦钢的用量约为450吨,总价超5000万元。

追溯起来,国产LNG船实现“零”的突破是在2008年,这也打响了我国造船工业迈上世界的第一枪。然而不完美的地方在于,这艘由沪东中华造船公司历经7年技术攻关、历时3年多打造出来LNG船,使用的殷瓦钢也全部从法国进口。

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其实,面对LNG船用殷瓦钢被法国GTT公司“一家独大”的局面,各国钢铁工业,对于打破技术垄断,早已蠢蠢欲动。

然而,它们最终却也是“无可奈何”。虽然殷瓦钢早在1896年就被法国物理学家发现,随后各国科学家也研制出了很多种类的殷瓦合金,但LNG船用殷瓦钢,不是想造就能造出来的。它的生产要经过电弧炉真空感应熔炼、真空氧气脱碳、真空电弧重熔,同时还要经过连铸、热轧、冷轧等复杂工序流程,每个工序都要采取各种手段保证成分和性能合格。

所以,想要打破法国技术垄断,并非是一件容易的事情,但我们国家却做到了。2013年,为了解决“卡脖子”问题,国家工信部正式启动液化天然气船用殷瓦钢相关应用研究项目。于是由沪东中华造船公司牵头,宝钢特钢和中国船级社等单位,共同参研了这一项目,它们分工合作,开始对殷瓦钢展开技术攻关。

其中,宝钢特钢承担了LNG船关键材料殷瓦合金的研制工作,沪东中华则承担了殷瓦钢焊接及材料理化性能研究的关键任务。最终,经过各单位的倾力合作,在不断研究和实验之后,成功完成了殷瓦钢的工业化试制,实现了在-196摄氏度的超低温条件下稳定的性能。

殷瓦钢研发出来之后,接下来就要通过严格的“认证”工作,来证明其是否可靠实用。就这样,国产殷瓦钢在2015年和2017年分别完成了工厂认证和LNG实船模拟验证。2017年8月,法国GTT公司正式向宝钢特钢颁发认证证书。

至此,从2013年殷瓦钢项目启动到2017年通过认证,我国科研人员只花了4年时间,就打破国外长期垄断,完成LNG船用殷瓦钢的国产化。同时这也意味着,宝钢特钢成为继法国GTT公司之后,全球第二家能够提供LNG船用殷瓦钢产品的供应商。

文 | 梁锦源 题 |凌明 图 | 卢文祥 审 | 陆烁宜

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