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浦项LNG储罐用高锰钢正式应用并量产
来源:国际船舶网浏览数:118 
近日,浦项钢铁公司与大宇造船海洋公司共同开发的液化天然气(LNG)储罐用高锰钢已实现批量生产。与现有的材料相比,高锰钢价格优势明显,随着该新产品应用于LNG储罐,其市场前景看好。这一极低温环境用新材料今后有望广泛用于LNG储罐系统,这将有助于韩国造船企业在技术方面拉开与日本、中国等国家竞争对手的差距,从长远来看,更有助于提升韩国LNG运输船的市场竞争力。
  早在2010年11月,大宇造船海洋公司与浦项钢铁公司和全球五大船级社(美国船级社ABS、法国船级社BV、挪威船级社DNV-GL、韩国船级社KR、英国劳氏船级社LR)共同成立了名为“极低温用高锰钢及焊接材料共同开发”的项目,旨在积极推动高锰钢的开发,历时5年的努力,终于突破了技术瓶颈,成功实现批量生产。高锰钢在完成了钢材及焊材的船级认证之后,在2014年12月通过韩国国家技术标准院认证,并制订低温压力容器用奥氏体系高锰钢板标准(KSD 30131)和高锰钢用电弧焊条(KSD 7142)、高锰钢用电焊药芯焊丝(KSD 7143)、高锰钢用埋弧焊丝和焊剂(KSD 7144)等一系列新标准。当前项目组正在推进美国机械工程师学会(ASME)锅炉及压力容器规范和美国材料与试验学会(ASTM)标准及天然气相关标准的国际认证工作。另一方面,在2014年3月,浦项又与韩国科学技术院(KAIST)联合研制出了“格子结构”式的大容量LNG储罐,该产品的材质是浦项研发的高锰钢,贮藏量为2万立方米,与现有储罐1000m3的贮藏量相比,足足提高了20倍左右。
   LNG通常在零下163℃的条件下储存运输,此前主要采用铝合金、镍合金钢(9%Ni)、不锈钢等作为LNG储罐的主要材料。不过,这些材料的强度普遍较低,而且加工性不高,因而在应用方面受到了制约。此外,如果产品中价格昂贵的Ni含量较高,那么产品成本将会大幅提高。极低温用高锰钢是在钢中添加了一定量的Mn元素,经过适当的热处理之后制成。金属锰在国际原材料市场的价格波动较小,而且高锰钢即使在极低温条件下也可以保持理想的性能,作为第二代LNG储罐用新材料备受瞩目。
   该钢种的主要化学成分(按质量百分数计,%)为:Mn:15-35;C含量须同时满足23.6C+Mn≥28和33.5C-Mn≤23的关系式;Cr含量满足28.5C+4.4Cr≤57的关系式;Cu:≤5;S:0.03-0.1;Ca:0.001-0.01;Ti:≤0.5;Nb:≤0.5;V:≤0.5;N:≤1;其余为Fe和不可避免的杂质。焊接部位热影响区在零下196℃的夏比冲击功在41J以上,极低温韧性优良。
   韩国产业技术评价管理院的分析称,与铝合金相比,高锰钢的单价仅相当于其53%,故而用于制造LNG储罐的费用也可降至56%的水平,见表1。将极低温用高锰钢的价格和施工费用统统计算在内,也比现有的极低温用材料便宜型将于今年下半年在玉浦造船厂内进行极低温性能测试,并计划在第二代LNG运输船及LNG-FPSO上采用这一材料。大宇造船海洋公司称,如果采用高锰钢作为LNG储罐材料,可以大幅降低制造成本,相信高锰钢材料将会极大地提升该公司的竞争力。与此同时,该公司还将通过自主研发的“高压天然气燃料供应装置”、“天然气二次液化装置”等设备与技术在LNG市场进一步巩固自身的优势。50%-75%,储罐总容积17万立方米的LNG船建造费用可以节省200亿韩元。随着高锰钢使用比重的扩大,韩国国内造船和海洋平台等相关行业的竞争力也将进一步提高。
   另据该机构预测,对于FPSO(浮式生产储油卸油船),高锰钢的市场规模预计在今年为5万吨,到2020年将提高到7万吨,可制造7艘FPSO;对于LNG燃料动力船,极低温用高锰钢2020年的市场规模将达到10.5万吨,可制造35艘LNG动力船;对于LNG运输船,高锰钢2020年的市场规模将达到20.4万吨,可制造27艘LNG运输船。如果按照每吨350万韩元的价格计算,到2020年高锰钢的总市场规模将达到1.4万亿韩元。
   目前,大宇造船海洋公司玉浦造船厂制造的LNG储罐已经采用了高锰钢,其实物模型将于今年下半年在玉浦造船厂内进行极低温性能测试,并计划在第二代LNG运输船及LNG-FPSO上采用这一材料。
   大宇造船海洋公司称,如果采用高锰钢作为LNG储罐材料,可以大幅降低制造成本,相信高锰钢材料将会极大地提升该公司的竞争力。与此同时,该公司还将通过自主研发的“高压天然气燃料供应装置”、“天然气二次液化装置”等设备与技术在LNG市场进一步巩固自身的优势。