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    我國4年自研成功法國壟斷50年的鋼材

    時間:2022-03-29 16:09來源:德松官網 作者:德松模具鋼
    所謂中國制造轉向中國創造,仍舊要以制造業為基礎,創造處具有本國核心理念和前沿科技內涵的工藝,在這背后,從科研端到實踐端,永不磨滅的是工匠精神。
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    在發展低碳經濟的時代背景下,新興技術快速發展,天然氣正逐漸成為未來世界一次能源的主力軍。然而,天然氣儲運技術的發展卻面臨著諸多問題,等待著世界科學界進行一次又一次的探索。
    天然氣常用的幾種儲運技術包括:壓縮天然氣儲運CNG、天然氣管道PNG、儲運液化天然氣LNG等儲運技術。世界LNG工業正處于大發展大變革時期,自上世紀八十年代開始,面臨兩次石油危機的沖擊和更多天然氣資源的逐步勘探,人們認識到了天然氣比之石油是更加高效清潔的能源,現如今,LNG已經成為了世界上貿易量增長最快的一次新能源。
     
    天然氣與石油、煤并稱為當今世界一次能源的三大巨頭,且近十年來世界LNG消費量的年均增長率高達百分之二點五,這種遠遠領先其他一次能源的增長率在未來的50年都將繼續保持。
    LNG儲運技術即將氣態天然氣冷卻到零下一百六十二攝氏度的液態形式,將體積壓縮到常溫下天然氣體積的六百分之一左右。世界天然氣多分布在卡塔爾、俄羅斯、伊朗和阿聯酋等國家,而液化后的天然氣低溫、企業膨脹比大、更易于運輸和存儲,且因為LNG液化站一般設在氣井處,氣價低且氣源充足, LNG輸送成本僅為管道運輸的1/6至1/7左右。
    隨著LNG儲運技術的不斷發展,其成本只會越來越低,而儲運技術將會越發成熟。同時,除卻成本因素之外,LNG儲運的安全性也已成為了該技術為人所稱道的王牌優勢。
    由于LNG船運已經成為了當前遠洋航行和邊遠地區開發利用天然氣,并實現遠距離運送天然氣的主要便捷途徑,輸送天然氣總量達百分之二十五,分擔了管道運輸的壓力,大大減少了由于氣源不足鋪設管道而導致的種種風險。
     
    LNG被判定為地球上已知最純凈的“綠色”能源。其含硫量極低,用LNG發電二氧化硫的排放量僅為燃煤發電二氧化硫排放量的六分之一,但其燃燒熱值卻遠高于石油,LNG單位熱值為標煤的1.7倍,1噸LNG發電可產生1350標準立方米天然氣,發電量達8300度。
    LNG對調劑世界天然氣有巨大作用,當今世界上,日本是最大的LNG進口國,其他主要LNG 進口國有美國。希臘、土耳其、法國、韓國、西班牙等世界發達國家。由于世界各國對LNG需求大量增加,LNG的離岸價一路攀升,熱度不減,現貨市場交易越發頻繁,種種因素致使國際LNG由買方市場向買方市場進行傾斜轉化。
     
    整個LNG產業鏈可大致分為三個部分,第一部分即LNG產業鏈的上游階段,存有勘探、開發、精華、分離和液化等若干環節。第二部分即產業鏈中游階段,包括裝卸船運輸、儲罐和再氣化設施、供氣主干管網建設。第三部分就是產業鏈的下游階段,該段落囊括了最終市場用戶,諸如工業爐用戶、城市燃氣公司、建筑物冷熱電多聯供的分布式能源站等等。
     
    在2017年之前,無論是中國、美國還是日本、韓國、澳大利亞,其接收站的液化天然氣運輸船都是引進法國造船技術。而在獨立球型和薄膜型兩種液化天然氣運輸船中,也是薄膜型的LNG船——來自法國GTT公司的獨門技術,在性能和船型等方面都優于獨立球型LNG船。LNG船作為國際公認的三高產品,高難度、高技術、高附加值,素有海上超級冷凍車、世界造船皇冠上的明珠的美譽。
    若是作為賣方,能夠擁有一定數量的LNG船隊,有利于賣方對過剩無合同產能的運輸;作為買房擁有船隊,能夠有效降低LNG運輸成本,使買方在訂立購氣合同時處于有利地位,同時還能按照己方市場需求調控LNG運量。
    然而,中國必須發展液化天然氣運輸船業的必要性卻不止于此,因為LNG屬于特種危險品,對運輸技術要求不言而喻,LNG儲運技術在一定歷史時期被歐美日韓等航運強國所壟斷,薄膜型LNG船用殷瓦合金制造更是被法國一家壟斷。
    因此,在國際航運界一貫以來都有一個不成文的規矩:倘若哪家的航運公司能夠承運LNG,它就具備了進入國際航運業的第一梯隊。
    若是能夠發展我國的LNG船隊,便能夠優化我國船隊的組合,穩定我國航運事業在國際航運業的格局中的環境,增強我國航運企業的競爭能力,開拓國際航運市場,擴大市場占有率。然而,LNG船建造施工中的幾個難點問題則主要表現在:貨艙圍護系統安裝平臺設計難、艙室溫濕度環境控制難、預舾裝實施過程難這三大難。
     
    貨艙圍護系統作為薄膜型LNG船的建造核心,由低溫隔熱材料、外薄膜、內薄膜、雙層船殼構成。為了運輸溫度低至零下一百六十三攝氏度的LNG,同時防止船體結構在超低溫環境下冷裂而致使LNG泄露,貨艙圍護系統的內外薄膜都時選擇具有低熱膨脹率的殷瓦鋼制作而成。
    殷瓦鋼正是法國GTT公司得以獨霸薄膜型專利技術的關鍵所在,且不說殷瓦鋼本身價值不菲,為了使內外薄膜構成裝載低溫液貨的完整限界面,保護船體結構不受低溫侵害而導致脆性破壞,就必須保證薄膜和絕緣箱安裝嚴絲合縫且符合規范。
    何來安裝難一說?其一,就材料性質而言,殷瓦鋼本身是一種極為嬌貴的合金,零點七毫米的合金若是被空手觸碰了一下,在二十四小時內就會銹穿,接觸到水和油,八小時內便會生銹至整張鋼板報廢。其二,就裝卸技術而言,在此之前,國內對液艙圍護系統系統安裝平臺的強度衡量標準一直都為空白。一套規范的強度設計衡準是一個不斷試驗的過程,但薄膜艙的殷瓦鋼全部引自海外,建造過程中稍有不慎損壞一處,就會使得相鄰的一大片殷瓦鋼薄膜完全損壞,不得不進行更換與重新焊接,成本耗資昂貴。
    這意味著建造過程中需要對安裝平臺伸縮自如的靈活度,以及最高級別焊工耐心細心的專業素養提出更高的要求。
    LNG船舶建造艙室內高達空間的通風氣流分布嚴重不均,頂層空間和底層空間溫差高達5~7攝氏度,甚至同一水平空間也存在三四攝氏度的溫差,嚴重影響了通風氣流組織均勻性,而這一氣流組織均勻性又直接關系到艙室內壁的殷瓦鋼銹穿問題和空調系統的節能運行。
    殷瓦鋼制的艙室內壁內含36%的鎳,因此其對于艙室內的溫度和濕度必須精確穩定。LNG船的施工現場必須裝備除濕功能的空調,保證整個艙內干燥度在百分之六十以上。
     
    因為國內外的空調大都采用的是冬季電加熱,夏季風冷單冷型冷凍除濕,因此如果常年都有除濕要求,就需要累月冷凍運行,一年下來空調運行費用都是一筆不菲的費用。在除濕需求角度看,LNG船的建造需要開發一套專門的、高精度的、節能型除濕機組,畢竟一艘十五萬立方米的LNG船建造過程中所需的除濕機組,一年的運行費用就達到了一千二百萬元。在焊接工藝角度看,LNG船的建造工藝復雜高難度所在就是貨艙圍護系統殷瓦鋼焊接,每一位焊工都進行了不止兩年的殷瓦鋼焊接試驗,但身處于干燥度百分之六十以上的空氣環境中,還需要保證施工者百分之二十五的新鮮空氣。這不是一個很充裕的數字,無論對高級焊工,還是LNG船艙室的通風系統,都是一個嚴峻的挑戰。最難莫過于我國大部分船舶企業對于現代化造船模式的策劃表現出輕意識或無意識的問題。部分船舶企業積極主動性嚴重不強,管理能力相對較弱,職責劃分不明確。在LNG船的生產階段,需要高度重視單元模塊預舾裝的推進和前期策劃于準備工作。
    無論是物流配套、分段制造還是設備采購、管子制造都需要一體化管理,而非過度重生產,圍繞設計。施工和營銷等幾個直接關系到接船交船的部門,將物流配套和生產管理等部門透明化看待。
     
    一旦在統籌規劃環節隨意糊弄,那么很大可能性會出現因缺陷而返工的問題,這會導致所花費的財力和勞力在正常情況下的五百倍以上。
    因此,建造LNG船的建造難度,既表現在安裝衡準的不斷試驗、殷瓦合金的稀缺昂貴、殷瓦鋼焊接技術的高難度等等客觀因素,還表現在我國本土船舶企業缺乏積極求變的開拓思維等主觀因素。液態天然氣作為我國能源結構的重要組成部分,其占據我國乃至世界能源結構的比例正在逐年上升,我國的LNG進口主要仰賴于LNG船遠洋運輸,因此LNG船建造的國產化是保障我國能源安全的必然要求。
    2017年,中國船級社向寶鋼特鋼LNG船用殷瓦合金頒發了認可證書。正式宣告寶鋼特鋼成為了國內首家、世界繼法國GTT公司之后第二家獲得薄膜型LNG船用殷瓦合金認可的制造商。而此時,距離滬東中華造船有限公司正式啟動工信部科研項目,全方位攻克LNG船用殷瓦合金制造技術,僅僅過去了四年。誰也沒能想到,當年那個不被人看好的《液化天然氣船用殷瓦合金和絕緣箱膠合板關鍵技術》竟然能夠在今日取得如此矚目的成就,以至于順利完成殷瓦合金工業化試制,性能完全達到中國船級社和法國GTT公司認證證書,宣告LNG船用殷瓦合金的國產化時代正式到來。以下內容由德松模具鋼摘抄
    2008年我國第一艘LNG船大鵬昊號順利交船,盡管交船時間較晚,但卻是一舉刷新了當時世界上最大的薄膜型LNG船的記錄。光陰荏苒,一轉眼就是2017年滬東中華造船有限公司正式交付十七點四萬立方米LNG運輸船泛亞號。泛亞號仍是我國目前自主研發建造的最大、最先進的大型薄膜型LNG船。作為澳大利亞科蒂斯液化天然氣項目首制船,泛亞號采用高效雙軸系外傾布置,雙燃料發電機、電力推進系統,配備再液化裝置,開創了國內薄膜艙型LNG運輸船標準規范。
     
    因為突破了LNG船建造過程中最重要原材料卡脖子難題,有效降低了產品居高不下的價格,有效控制了LNG船建造成本,極大地提高了中國船廠LNG船的自主建造能力。中國一舉躋身世界造船大國的行列,獲取LNG船舶訂單的競爭力大幅度提高,中國的船舶建造量、訂單量和未交付訂單量皆為世界第一。中國從遠遠落后歐美日韓造船業,到后來居上,成為能夠建造世界已有船只類型百分之九十五的造船大國,中國正在一步步向著海洋強國邁進。
    突出成就之打破能源壟斷,保障能源安全。我國的天然氣進口也分管道運輸和LNG遠洋運輸兩大方式。管道運輸的弊端顯而易見,第一,進口氣源較為單一;第二,途徑多個國家和地區,戰略上容易受制于人。但是LNG運輸卻較為靈活,長久以來,唯一的弊端就是造LNG船過于繁瑣艱苦?,F如今,LNG船用殷瓦合金的自主權掌握在了中國手中,真正實現了國貨國運,我國進出口的商品都盡可能交由我國航運企業承擔,確保國家戰略能源的運輸安全。
     
    突出成就之能源消費綠色環?;?。LNG船制造技術的巨大突破,同時標志著LNG能源在國內能夠得到擴大應用,甚至有利推動我國能源消費朝著綠色環保的方向發展,滿足國家節能減排的環保要求。
    殷瓦鋼打破法國的壟斷,在初期來說,是對中國在船舶運輸國際地位上影響巨大,但長期來看,這一項重大技術的突破,意味著我國大型LNG船及相關產業鏈的發展束縛被掙破。
    LNG船用殷瓦合金和膠合板的國產化,是中國在船舶領域掌握具有自主知識產權的核心技術,更是一項中國制造業史上的千秋功業,其對推動技術創新、支撐產業升級和建設制造強國,有著重要戰略意義。
    奇跡的背后是日夜不停的探索與試驗,是堅韌不屈的科學家、實干家精神,是相信長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海的冒險家胸懷。技術大牛、國寶級技師為LNG船用殷瓦合金真正下水、遠航,付出了艱辛的努力,為LNG產業鏈建設再立新功。所謂中國制造轉向中國創造,仍舊要以制造業為基礎,創造處具有本國核心理念和前沿科技內涵的工藝,在這背后,從科研端到實踐端,永不磨滅的是工匠精神。
     
     
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