LNG巨轮穿上国产“超级铠甲”：毫米级厚度，硬刚-163℃极寒！

渤海之滨，

大连船舶重工船坞内，

一艘17.5万立方米级LNG运输船

正紧锣密鼓地

开展货舱围护系统安装。

随着一张张银色特种钢板焊接拼装，

能抵御零下163℃极寒的

密闭舱体逐渐成形。

这些由中国宝武太钢集团自主研制的

低温薄膜用不锈钢，

为这种素有“海上超级冷冻车”之称的巨轮

量身打造出了一副“超级铠甲”。

太钢低温薄膜型LNG用不锈钢

这艘巨轮为何需要“铠甲”上身？

这种钢材的特殊优势在哪里？

它的诞生之路又有怎样的不易？

LNG船出海，须得披挂什么样的“铠甲”？

作为造船业“皇冠上的三颗明珠”之一，

LNG运输船是造船业公认的

高技术、高难度、高附加值产品。

LNG船可以简单分成三层：

最外层是承载整船重量、

抵御海浪冲击的船体结构钢板；

中间是次屏壁及厚厚的保温隔热层；

最内层为直接接触

零下163℃液态天然气的内衬薄膜（主屏壁），

它也是决定LNG船安全运营的关键。

一方面，LNG船货舱内部温度

常年稳定在-163℃，

另一方面，

航行途中外部海水温度跨度极大，

热带航线表层海水能达到30℃以上，

极地航线海面水温低至零下，

舱内外温差近200℃，

这种超级温差，

对舱内材料提出了很高的要求。

普通货船用的碳钢船板

完全扛不住这种极端工况：

第一，普通碳钢怕冷、易脆，

温度降到零下一百度以上，

普通钢材就会失去韧性，

变得像玻璃一样脆，

航行时LNG会不断晃动冲击舱壁，

只要轻微磕碰钢板就会产生贯穿性裂纹；

第二，普通钢材热胀冷缩极其明显，

LNG船反复装货降温、卸货升温，

巨大的冷热变化会让钢板不断伸缩变形，

产生强大的拉扯应力，

会直接撕裂钢板焊缝，

根本无法做到长期密封储液。

由此可见，

薄膜型LNG运输船货舱系统

使用的特种低温钢

要承受巨大的

温差应力和液体晃荡载荷，

制造难度极大。

采用太钢低温薄膜型专用不锈钢的大型Mark III Flex薄膜式LNG运输船

此前，

这种材料长期被国外少数企业垄断，

国内船企不仅要承担

高昂的采购成本，

还要面对动辄数月的交付周期，

一旦供应链出现波动，

整条船舶建造线都可能陷入停滞，

这成为了制约

我国LNG船产业发展的关键瓶颈。

这款名为“薄膜”的钢，为何能担当大任

面对国家重大战略需求，

太钢集团充分发挥

“不锈钢精品基地”数十年的技术积淀，

主动锚定头部船企的材料痛点，

向这一材料“卡脖子”技术难题

发起总冲锋。

开头提到的巨轮“铠甲”所用的

这款低温薄膜型不锈钢

属于奥氏体不锈钢，

是面心立方晶体结构，

哪怕长期处在-163℃的环境中

依旧能保留充足韧性。

风浪带动LNG不断冲刷、撞击舱壁

也不会出现脆裂风险，

完美避开普通船板一碰低温就碎的致命缺陷。

铬在钢板表面生成一层致密钝化膜，

隔绝湿气、低温介质带来的腐蚀，

长时间在海上潮湿环境中

也不容易生锈；

镍元素则稳定内部晶体组织，

保证冷热数百次循环后

材料内部结构不会失效。

太钢低温薄膜型LNG用不锈钢

不过，它的热膨胀系数偏高，

约16×10⁻⁶/℃，

也就是大家熟知的热胀冷缩。

如果直接平铺整块平板，

巨大的形变应力会直接撕裂焊缝。

面对这个问题，太钢集团的工程师

也研究出了妙计：

把薄钢板压制成

带波浪的波纹造型，

依靠褶皱自身拉伸、收缩，

自主抵消温差带来的形变，

不用额外增设复杂缓冲结构，

整套围护系统设计更简洁。

国内首座采用太钢低温薄膜用不锈钢建造的LNG薄膜液货围护系统

这款不锈钢最大的优势

就是“好养活、性价比高”——

价格更友好，

焊接时不容易烧穿，

自动化焊接工艺成熟，

耐腐蚀性强，

能大幅缩短船厂建造周期，

不管是远洋的17.5万方MARK Ⅲ型

大型LNG运输船围护系统，

还是大型集装箱船燃料舱

都能适配。

还有什么样的“铠甲”，能够护航深蓝？

当前，

薄膜型LNG船两大主流技术路线

分别为NO96系列及MARK Ⅲ系列，

其中，NO96型液货舱的核心关键材料是

仅0.7毫米厚的殷瓦合金。

该材料最神奇的本领，

就是在零下百摄氏度极低温环境下

热膨胀系数近乎为零，

舱体无须配套复杂形变缓冲结构，

是建造薄膜型LNG货舱

无可替代的最优材料。

宝武特冶薄膜型LNG船用殷瓦合金

制造过程中，

镍含量必须精准锁定在36%左右，

一丝一毫的偏差

都会引发热膨胀系数剧烈波动，

直接导致材料失效。

同时，钢水纯净度要求达到行业顶尖水准，

任何微小夹杂物

都可能成为超低温环境下的致命隐患；

它还极度“娇贵”，

即便徒手轻触，

汗液也会在24小时内引发锈蚀，

让整块材料直接报废。

为啃下这块硬骨头，

中国宝武旗下宝武特冶

联合中国船舶集团旗下沪东中华，

于2022年1月正式启动攻关项目，

确立“技术突破—标准构建—

认证落地—实船验证”的攻关路径，

打通冶炼、轧制、

焊接、船舶应用全产业链

国产化技术体系与配套服务能力，

最终产出的国产殷瓦合金性能亮眼：

带材宽度可达1200毫米以上，

接近国际同类产品的2倍；

50米长的板材侧弯误差

不超过3毫米，

每米平直度偏差小于0.5毫米；

纵使在零下196℃的极端低温下，

材料抗冲击性能仍可达170J/cm²以上，

整体指标跻身国际先进水平；

针对殷瓦合金易锈蚀的特点，

团队还搭建了全流程防锈管控体系，

确保产品实现“零缺陷”交付。

2025年8月，全球首艘100%采用宝武特冶殷瓦合金材料的大型LNG船圆满试航并正式交付

这两种材料各有千秋，

太钢低温薄膜不锈钢

凭借高性价比、更快建造周期，

适配远洋MARK Ⅲ大型LNG运输船和

大型集装箱LNG燃料舱船；

宝武特冶殷瓦合金

依靠近乎零膨胀、

双层金属高安全冗余的优势，

更适合跨洋远洋、极地运输以及

20万方以上超大型LNG船。

正在采用太钢低温薄膜型不锈钢建造中的薄膜型LNG船液货舱

两条技术路线各有所长，

却无一例外都站在了

现代特种钢铁冶炼加工的顶尖水平线上。

两套国产低温特种钢材并肩发力，

补齐了LNG船核心材料短板，

为国家能源安全筑牢坚实的钢铁屏障。

随着国内LNG船用低温薄膜钢的

交付周期大幅缩短，

供应链的韧性和自主可控水平

得到根本性提升，

从基础材料端筑牢了

国家能源装备产业链的安全防线。

驶向深蓝的征途上，

我们挺起自己的钢铁脊梁。

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责任编辑丨程镜睿

校对丨蔡豪

执行主编丨张灏然 李虹萦

内容来源｜中国宝武