国产LNG船披上“低温铠甲”,太钢打破核心材料进口垄断
日前,大连船舶重工集团有限公司船坞内,一艘17.5万立方米级液化天然气(LNG)运输船正在加紧建造,其核心低温结构与围护系统已批量采用太钢研制的MARK-Ⅲ型专用不锈钢。这款厚度仅1.2毫米的特种钢材,成功填补了国内高端船用超低温不锈钢的技术空白,让国产大型LNG运输船穿上了硬核“低温铠甲”。
LNG运输船被誉为造船业“皇冠上的明珠”之一。在常压下,LNG需冷却至零下163摄氏度,体积缩小约600倍后方可跨洋运输。液货舱不仅要在极低温与近200摄氏度的舱内外温差下长期服役,还要抵御风浪引发的液体晃荡冲击。普通船用碳钢在此工况下会失去韧性、脆如玻璃,热胀冷缩也极易撕裂焊缝。
长期以来,液货舱内衬所需的特种钢材高度依赖进口,存在技术壁垒高、供货周期长、价格波动大等瓶颈,是我国LNG船产业链自主可控的关键制约环节。为攻克这一“卡脖子”难题,太钢集中研发力量全力攻坚,经过无数次试验与实船验证,最终成为国内首家、全球第三家掌握该核心材料量产技术的企业。
太钢技术中心新能源用不锈钢主任研发师李阳介绍,该专用不锈钢为特制奥氏体不锈钢,拥有独特的面心立方晶体结构,在极低温下仍能保持稳定韧性,有效避免低温脆断。其中,铬元素形成致密钝化防护膜,抵御超低温介质与海上湿气的腐蚀;镍元素则稳定晶体组织,确保材料历经数百次冷热循环后性能不衰减。
针对不锈钢热膨胀系数偏高的短板,研发团队创新优化结构设计,将超薄钢板轧制成波纹褶皱造型,通过褶皱自主拉伸收缩抵消温差形变,无需增设复杂缓冲结构,显著提升了舱体结构的稳定性与耐久性。
2022年,太钢MARK-Ⅲ型专用不锈钢通过法国GTT认证,实现国内首发,并在此次大连船舶重工项目上实现批量应用。据悉,该材料的采购成本较进口降低20%以上,交付效率提升超60%,核心性能指标对标进口水准,有力支撑了国产LNG运输船的规模化建造。
目前,太钢该款产品已与部分优质船厂建立了深度合作关系。太钢技术中心主任张威表示,太钢MARK-Ⅲ型低温波纹不锈钢与宝武特冶研发的殷瓦合金相辅相成,使我国LNG船两大主流技术路线的核心材料均实现自主可控,补齐了高端船用特种钢材的产业短板。
