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我国4年自研成功法国垄断50年的钢材

时间:2022-03-29 16:09来源:德松官网 作者:德松模具钢
所谓中国制造转向中国创造,仍旧要以制造业为基础,创造处具有本国核心理念和前沿科技内涵的工艺,在这背后,从科研端到实践端,永不磨灭的是工匠精神。
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在发展低碳经济的时代背景下,新兴技术快速发展,天然气正逐渐成为未来世界一次能源的主力军。然而,天然气储运技术的发展却面临着诸多问题,等待着世界科学界进行一次又一次的探索。
天然气常用的几种储运技术包括:压缩天然气储运CNG、天然气管道PNG、储运液化天然气LNG等储运技术。世界LNG工业正处于大发展大变革时期,自上世纪八十年代开始,面临两次石油危机的冲击和更多天然气资源的逐步勘探,人们认识到了天然气比之石油是更加高效清洁的能源,现如今,LNG已经成为了世界上贸易量增长最快的一次新能源。
 
天然气与石油、煤并称为当今世界一次能源的三大巨头,且近十年来世界LNG消费量的年均增长率高达百分之二点五,这种远远领先其他一次能源的增长率在未来的50年都将继续保持。
LNG储运技术即将气态天然气冷却到零下一百六十二摄氏度的液态形式,将体积压缩到常温下天然气体积的六百分之一左右。世界天然气多分布在卡塔尔、俄罗斯、伊朗和阿联酋等国家,而液化后的天然气低温、企业膨胀比大、更易于运输和存储,且因为LNG液化站一般设在气井处,气价低且气源充足, LNG输送成本仅为管道运输的1/6至1/7左右。
随着LNG储运技术的不断发展,其成本只会越来越低,而储运技术将会越发成熟。同时,除却成本因素之外,LNG储运的安全性也已成为了该技术为人所称道的王牌优势。
由于LNG船运已经成为了当前远洋航行和边远地区开发利用天然气,并实现远距离运送天然气的主要便捷途径,输送天然气总量达百分之二十五,分担了管道运输的压力,大大减少了由于气源不足铺设管道而导致的种种风险。
 
LNG被判定为地球上已知最纯净的“绿色”能源。其含硫量极低,用LNG发电二氧化硫的排放量仅为燃煤发电二氧化硫排放量的六分之一,但其燃烧热值却远高于石油,LNG单位热值为标煤的1.7倍,1吨LNG发电可产生1350标准立方米天然气,发电量达8300度。
LNG对调剂世界天然气有巨大作用,当今世界上,日本是最大的LNG进口国,其他主要LNG 进口国有美国。希腊、土耳其、法国、韩国、西班牙等世界发达国家。由于世界各国对LNG需求大量增加,LNG的离岸价一路攀升,热度不减,现货市场交易越发频繁,种种因素致使国际LNG由买方市场向买方市场进行倾斜转化。
 
整个LNG产业链可大致分为三个部分,第一部分即LNG产业链的上游阶段,存有勘探、开发、精华、分离和液化等若干环节。第二部分即产业链中游阶段,包括装卸船运输、储罐和再气化设施、供气主干管网建设。第三部分就是产业链的下游阶段,该段落囊括了最终市场用户,诸如工业炉用户、城市燃气公司、建筑物冷热电多联供的分布式能源站等等。
 
在2017年之前,无论是中国、美国还是日本、韩国、澳大利亚,其接收站的液化天然气运输船都是引进法国造船技术。而在独立球型和薄膜型两种液化天然气运输船中,也是薄膜型的LNG船——来自法国GTT公司的独门技术,在性能和船型等方面都优于独立球型LNG船。LNG船作为国际公认的三高产品,高难度、高技术、高附加值,素有海上超级冷冻车、世界造船皇冠上的明珠的美誉。
若是作为卖方,能够拥有一定数量的LNG船队,有利于卖方对过剩无合同产能的运输;作为买房拥有船队,能够有效降低LNG运输成本,使买方在订立购气合同时处于有利地位,同时还能按照己方市场需求调控LNG运量。
然而,中国必须发展液化天然气运输船业的必要性却不止于此,因为LNG属于特种危险品,对运输技术要求不言而喻,LNG储运技术在一定历史时期被欧美日韩等航运强国所垄断,薄膜型LNG船用殷瓦合金制造更是被法国一家垄断。
因此,在国际航运界一贯以来都有一个不成文的规矩:倘若哪家的航运公司能够承运LNG,它就具备了进入国际航运业的第一梯队。
若是能够发展我国的LNG船队,便能够优化我国船队的组合,稳定我国航运事业在国际航运业的格局中的环境,增强我国航运企业的竞争能力,开拓国际航运市场,扩大市场占有率。然而,LNG船建造施工中的几个难点问题则主要表现在:货舱围护系统安装平台设计难、舱室温湿度环境控制难、预舾装实施过程难这三大难。
 
货舱围护系统作为薄膜型LNG船的建造核心,由低温隔热材料、外薄膜、内薄膜、双层船壳构成。为了运输温度低至零下一百六十三摄氏度的LNG,同时防止船体结构在超低温环境下冷裂而致使LNG泄露,货舱围护系统的内外薄膜都时选择具有低热膨胀率的殷瓦钢制作而成。
殷瓦钢正是法国GTT公司得以独霸薄膜型专利技术的关键所在,且不说殷瓦钢本身价值不菲,为了使内外薄膜构成装载低温液货的完整限界面,保护船体结构不受低温侵害而导致脆性破坏,就必须保证薄膜和绝缘箱安装严丝合缝且符合规范。
何来安装难一说?其一,就材料性质而言,殷瓦钢本身是一种极为娇贵的合金,零点七毫米的合金若是被空手触碰了一下,在二十四小时内就会锈穿,接触到水和油,八小时内便会生锈至整张钢板报废。其二,就装卸技术而言,在此之前,国内对液舱围护系统系统安装平台的强度衡量标准一直都为空白。一套规范的强度设计衡准是一个不断试验的过程,但薄膜舱的殷瓦钢全部引自海外,建造过程中稍有不慎损坏一处,就会使得相邻的一大片殷瓦钢薄膜完全损坏,不得不进行更换与重新焊接,成本耗资昂贵。
这意味着建造过程中需要对安装平台伸缩自如的灵活度,以及最高级别焊工耐心细心的专业素养提出更高的要求。
LNG船舶建造舱室内高达空间的通风气流分布严重不均,顶层空间和底层空间温差高达5~7摄氏度,甚至同一水平空间也存在三四摄氏度的温差,严重影响了通风气流组织均匀性,而这一气流组织均匀性又直接关系到舱室内壁的殷瓦钢锈穿问题和空调系统的节能运行。
殷瓦钢制的舱室内壁内含36%的镍,因此其对于舱室内的温度和湿度必须精确稳定。LNG船的施工现场必须装备除湿功能的空调,保证整个舱内干燥度在百分之六十以上。
 
因为国内外的空调大都采用的是冬季电加热,夏季风冷单冷型冷冻除湿,因此如果常年都有除湿要求,就需要累月冷冻运行,一年下来空调运行费用都是一笔不菲的费用。在除湿需求角度看,LNG船的建造需要开发一套专门的、高精度的、节能型除湿机组,毕竟一艘十五万立方米的LNG船建造过程中所需的除湿机组,一年的运行费用就达到了一千二百万元。在焊接工艺角度看,LNG船的建造工艺复杂高难度所在就是货舱围护系统殷瓦钢焊接,每一位焊工都进行了不止两年的殷瓦钢焊接试验,但身处于干燥度百分之六十以上的空气环境中,还需要保证施工者百分之二十五的新鲜空气。这不是一个很充裕的数字,无论对高级焊工,还是LNG船舱室的通风系统,都是一个严峻的挑战。最难莫过于我国大部分船舶企业对于现代化造船模式的策划表现出轻意识或无意识的问题。部分船舶企业积极主动性严重不强,管理能力相对较弱,职责划分不明确。在LNG船的生产阶段,需要高度重视单元模块预舾装的推进和前期策划于准备工作。
无论是物流配套、分段制造还是设备采购、管子制造都需要一体化管理,而非过度重生产,围绕设计。施工和营销等几个直接关系到接船交船的部门,将物流配套和生产管理等部门透明化看待。
 
一旦在统筹规划环节随意糊弄,那么很大可能性会出现因缺陷而返工的问题,这会导致所花费的财力和劳力在正常情况下的五百倍以上。
因此,建造LNG船的建造难度,既表现在安装衡准的不断试验、殷瓦合金的稀缺昂贵、殷瓦钢焊接技术的高难度等等客观因素,还表现在我国本土船舶企业缺乏积极求变的开拓思维等主观因素。液态天然气作为我国能源结构的重要组成部分,其占据我国乃至世界能源结构的比例正在逐年上升,我国的LNG进口主要仰赖于LNG船远洋运输,因此LNG船建造的国产化是保障我国能源安全的必然要求。
2017年,中国船级社向宝钢特钢LNG船用殷瓦合金颁发了认可证书。正式宣告宝钢特钢成为了国内首家、世界继法国GTT公司之后第二家获得薄膜型LNG船用殷瓦合金认可的制造商。而此时,距离沪东中华造船有限公司正式启动工信部科研项目,全方位攻克LNG船用殷瓦合金制造技术,仅仅过去了四年。谁也没能想到,当年那个不被人看好的《液化天然气船用殷瓦合金和绝缘箱胶合板关键技术》竟然能够在今日取得如此瞩目的成就,以至于顺利完成殷瓦合金工业化试制,性能完全达到中国船级社和法国GTT公司认证证书,宣告LNG船用殷瓦合金的国产化时代正式到来。以下内容由德松模具钢摘抄
2008年我国第一艘LNG船大鹏昊号顺利交船,尽管交船时间较晚,但却是一举刷新了当时世界上最大的薄膜型LNG船的记录。光阴荏苒,一转眼就是2017年沪东中华造船有限公司正式交付十七点四万立方米LNG运输船泛亚号。泛亚号仍是我国目前自主研发建造的最大、最先进的大型薄膜型LNG船。作为澳大利亚科蒂斯液化天然气项目首制船,泛亚号采用高效双轴系外倾布置,双燃料发电机、电力推进系统,配备再液化装置,开创了国内薄膜舱型LNG运输船标准规范。
 
因为突破了LNG船建造过程中最重要原材料卡脖子难题,有效降低了产品居高不下的价格,有效控制了LNG船建造成本,极大地提高了中国船厂LNG船的自主建造能力。中国一举跻身世界造船大国的行列,获取LNG船舶订单的竞争力大幅度提高,中国的船舶建造量、订单量和未交付订单量皆为世界第一。中国从远远落后欧美日韩造船业,到后来居上,成为能够建造世界已有船只类型百分之九十五的造船大国,中国正在一步步向着海洋强国迈进。
突出成就之打破能源垄断,保障能源安全。我国的天然气进口也分管道运输和LNG远洋运输两大方式。管道运输的弊端显而易见,第一,进口气源较为单一;第二,途径多个国家和地区,战略上容易受制于人。但是LNG运输却较为灵活,长久以来,唯一的弊端就是造LNG船过于繁琐艰苦。现如今,LNG船用殷瓦合金的自主权掌握在了中国手中,真正实现了国货国运,我国进出口的商品都尽可能交由我国航运企业承担,确保国家战略能源的运输安全。
 
突出成就之能源消费绿色环保化。LNG船制造技术的巨大突破,同时标志着LNG能源在国内能够得到扩大应用,甚至有利推动我国能源消费朝着绿色环保的方向发展,满足国家节能减排的环保要求。
殷瓦钢打破法国的垄断,在初期来说,是对中国在船舶运输国际地位上影响巨大,但长期来看,这一项重大技术的突破,意味着我国大型LNG船及相关产业链的发展束缚被挣破。
LNG船用殷瓦合金和胶合板的国产化,是中国在船舶领域掌握具有自主知识产权的核心技术,更是一项中国制造业史上的千秋功业,其对推动技术创新、支撑产业升级和建设制造强国,有着重要战略意义。
奇迹的背后是日夜不停的探索与试验,是坚韧不屈的科学家、实干家精神,是相信长风破浪会有时,直挂云帆济沧海的冒险家胸怀。技术大牛、国宝级技师为LNG船用殷瓦合金真正下水、远航,付出了艰辛的努力,为LNG产业链建设再立新功。所谓中国制造转向中国创造,仍旧要以制造业为基础,创造处具有本国核心理念和前沿科技内涵的工艺,在这背后,从科研端到实践端,永不磨灭的是工匠精神。
 
 
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