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殷瓦钢焊接技术有多厉害?中国又是如何突破的?

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开头

随着俄乌冲突的进一步升级,全球油气能源市场将首当其冲。

之前欧洲天然气主要由俄罗斯供应,据国际能源署《2022年第一季度天然气市场报告》,2021年俄罗斯天然气产量为7610亿立方米,占全球天然气产量的18.46%,世界排名第二,仅次于美国。

但现在“北溪2号”天然气管道合作项目被德国政府暂停,通过乌克兰的天然气管道也因为冲突而变得极其不稳定,供应跟不上。

没有天然气,欧洲人的生活怎么办?

美国人这时给出个解决办法,欧老弟,我也有天然气呀,可以通过海上运输天然气,来补充你的需求缺口,只要你用美元支付就行!

得!没其他办法呀,欧盟各国只能依赖美国,这意味着短期内跨大西洋海运LNG的运输量或将激增。

但承担海运LNG的船,可不是一艘普通的船,全球只有少数几个国家能够建造。

而且更重要的是,这种船内部的液货围护材料,被法国GTT公司牢牢掌握,就比如殷瓦钢焊接技术。

那么殷瓦钢是什么?它的焊接有多难?

殷瓦钢

众所皆知,天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年形成的可燃气体。

这玩意想要长距离在海上运输的话,温度必须降低到零下163摄氏度,在这个温度状态下,天然气会被压缩600倍,从而成为液化天然气才行。

但液化天然气还有一定的腐蚀性,那用什么材料装好呢?

耐低温材料倒是有很多种,耐腐蚀的钢材也比比皆是,但是能够做到抗低温、高封闭、抗腐蚀、不变形的材料,目前却只有殷瓦钢。

殷瓦钢,英文是Invar,不变的意思,又叫不变钢,由瑞士科学家夏尔·纪尧姆在1896年发明出来的,最主要的特点就是热膨胀系数很小甚至接近于零,能在很宽的温度范围内保持不变形,稳定性非常高。

正因为如此特殊的性质,就决定了它是LNG船舶必不可少的材料,可用于防止船体结构在超低温环境下冷裂。

目前法国GTT公司在LNG液货舱领域,占据了全球90%的市场份额,可以说是绝对的垄断。

其下薄膜型货舱有两款结构,分别为No.96构型和MARK III构型。

其中No.96构型的LNG舱采用殷瓦钢,而MARK III构型的舱,材料是304不锈钢,不锈钢可以耐液氮的低温冲击,对付液化天然气不在话下,不过热膨胀系数高,所以用波纹板的形式,对热胀冷缩进行缓冲。

就拿殷瓦钢来说吧,虽然它的优点很多,但是其材料成本大,焊接要求也高,0.7毫米厚的殷瓦钢,空手摸一下,24小时就会锈穿,所以在焊接过程中必须极为小心!

一艘LNG船有4个装载天然气的液化舱,一个液化舱有五六个篮球场这么大,全船的殷瓦钢焊缝长度近130公里,但凡一丁点焊接出现问题,都会导致整大块殷瓦钢板的损失。

当然了,这么长的距离,全部都采用手工焊也不现实,机器会完成90%的工作,剩下的10%,比如像一些拐角或者机器无法焊接到的,狭小不规则角落等等会交给人工。

尽管只有10%,但是工程量也非常大。

手工焊接所使用的是普通的氩弧焊枪,主要的焊接方法是利用惰性气体氩气作为保护气体来焊接的。

但是一旦有一个点出现焊接质量问题,将导致相邻的一大片殷瓦板的更换和重新焊接,一个泄漏点返修工时至少要1000小时,如果有一个针眼缺陷未排除就可能引起爆炸而使整船报废!

所以在殷瓦钢的焊接过程中,需要焊工中的最高级别,即G级的高级焊工,佩戴专用羊皮吸汗手套,在极其艰苦的环境下进行。

而这需要耗费大量的人力、物力和时间。

不是普通焊接工人随意就能上岗的,这要求焊工不仅手上要准,更要心里稳,焊工的任何情绪波动,都会影响焊接质量。

所有的焊接完成后还要经过严格的各种自检,以及第三方和船东的检测和验收后才能投入使用。

而想成为殷瓦焊工,也不是一件容易的事儿。

首先需要经过严格的筛选培训,淘汰率非常的高,光是培养一个殷瓦钢焊接工人可能就需要几十万元,最后还要经过法国GTT的严格考试认证后才能持证上岗焊接。

为什么要经过法国认证?

因为法国GTT公司有相关专利标准,并且已经垄断了近40年时间,也得到了市场的一致认可。

就算美国、日本、韩国等国能够制造LNG船,但建造所用的殷瓦钢仍然需要从法国进口。也就是说,制造殷瓦钢的核心技术被法国GTT公司牢牢掌握着。

但现在不一样了,中国宝钢特钢企业经过多年的研发,打破国外技术壁垒,成功完成了殷瓦钢的国产化试制,成为目前世界上第二家可供应薄膜型LNG船用殷瓦合金的合格供应商。

宝钢是国内乃至全球排在第一梯队的钢铁制造企业,手握大量的钢材冶炼专利技术,产品出口到世界各地。

所涉及的范围包括汽车、船舶、家用器材等等,几乎能用上钢材的领域,都是宝钢的市场。

这一重大突破对于中国制造业来说,无疑是个好消息!

结尾

或许有人好奇,为什么我国非要制造出来殷瓦钢?从法国进口又有什么不好呢?

理由很简单,就是因为别人有你没有。

所以在制造国产LNG船时,很容易受到国外的限制,别人说多少价格就是多少,能不能供应也是对方说了算,牢牢的被卡住脖子,这滋味实在难受!

未来全球市场对于LNG(液化天然气)的需求会越来越大,中国殷瓦钢国产化的实现,使得价格更低质量也更好,更有利于中国在LNG市场上分得一份羹,也为中国制造业的发展提供了更多的筹码。

毕竟要想建设一艘LNG船动辄都是几千万元左右,如果能节省建设成本开支,肯定是很多船舶公司都愿意选择的。

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