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【天然氣】LNG船用鋼：一種銷售價(jià)格超過(guò)10000美元/噸的鋼材

時(shí)間：2022-05-10 來(lái)源：瀏覽：

【天然氣】LNG船用鋼：一種銷售價(jià)格超過(guò)10000美元/噸的鋼材

華氣能源獵頭

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原標(biāo)題：LNG船用鋼：一種銷售價(jià)格超過(guò)10000美元/噸的鋼材

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超過(guò)80億人民幣！4月28日， 中國(guó)船舶集團(tuán) 發(fā)布消息，集團(tuán)旗下 滬東中華和中國(guó)船舶工業(yè)貿(mào)易 作為賣方，與買方代表 日本郵船株式會(huì)社 簽約， 將為其建造6艘17.4萬(wàn)立方米LNG運(yùn)輸船。該訂單總金額逾80億人民幣，是中國(guó)迄今簽約的LNG運(yùn)輸船最大合同。

這也給我國(guó)的造船企業(yè)和鋼鐵企業(yè)帶來(lái)了巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)， 據(jù)悉，今年以來(lái)滬東中華已累計(jì)承接LNG運(yùn)輸船訂單達(dá)17艘，超越韓國(guó)船企躍居世界首位。 大家知道，建造一艘大型船舶需要大量的鋼材， 其中，鋼材成本占船舶建造總成本的20-30%以上，也就是說(shuō)在10億美元的訂單中，鋼材采購(gòu)成本要達(dá)到2-3億美元。

而建造LNG運(yùn)輸船的鋼材成本更會(huì)超過(guò)35%以上，由于在零下162度這樣的極限低溫下，天然氣才能夠液體。 這就對(duì)建造LNG運(yùn)輸罐所需鋼材的抗凍性提出了極高的要求，必須要用到一種特殊鋼材叫做九鎳鋼，這種鋼材銷售價(jià)格極為昂貴， 售價(jià)超過(guò)10000美元/噸以上。南鋼、寶鋼和山鋼均能生產(chǎn) ，我國(guó)造船企業(yè)獲得大量的LNG船訂單，也將給這三家鋼鐵企業(yè)帶來(lái)大量的鋼材產(chǎn)品訂單。

LNG船

9Ni鋼簡(jiǎn)介

9Ni鋼 是1944年開(kāi)發(fā)的W(Ni)一9%的中合金鋼，由美國(guó)國(guó)際鎳公司的產(chǎn)品研究實(shí)驗(yàn)室研制成功，它是一種低碳調(diào)質(zhì)鋼，組織為馬氏體加貝氏體。這種鋼材在極低溫度下具有良好的韌性和高強(qiáng)度，而且與奧氏體不銹鋼和鋁合金相比具有熱脹系數(shù)小，經(jīng)濟(jì)性好，使用溫度最低可達(dá)一196℃，自1960年通過(guò)研究證明不進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理亦可安全使用以來(lái)，9%Ni鋼就成為用于制造大型LNG儲(chǔ)罐的主要材料之一。鋼的主要特點(diǎn)是高鎳含量、高純凈度、較高強(qiáng)度、高的低溫沖擊韌性、良好焊接性能。通過(guò)研發(fā)，鋼材可以達(dá)到以下性能指標(biāo)： 9Ni鋼:ReH≥585MPa，Rm = 680~820MPa，A≥18%，-196℃，AKv(T)≥150J，AKv(T)≥80J(歐盟標(biāo)準(zhǔn))。

9Ni鋼主要用于制造液化天然氣(LNG)儲(chǔ)罐和運(yùn)輸船舶，最低使用溫度可達(dá)-196℃， 其強(qiáng)度高、低溫韌性優(yōu)異、焊接性能良好，是深冷環(huán)境下使用的韌性最好的材料。天然氣的液化溫度為-162℃，液化后的天然氣（簡(jiǎn)稱LNG）體積為氣態(tài)的1/600，這就使得對(duì)LNG儲(chǔ)罐的材質(zhì)要求較高，目前常用于LNG罐的材料主要有9Ni鋼、5Ni鋼、奧氏體不銹鋼和鋁鎂合金鋼等，而9Ni鋼以其強(qiáng)度高、易于加工和焊接性能優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于LNG儲(chǔ)罐設(shè)備中。

作為業(yè)界公認(rèn)的高技術(shù)含量、高生產(chǎn)難度鋼種，九鎳鋼的研制十分不易。 如，鎳元素在氧化之后會(huì)吸附在鋼鐵表面，導(dǎo)致鋼鐵表面不平坦，而用這樣的鋼材去儲(chǔ)存液化天然氣，很容易致使天然氣泄漏。而如何解決這一問(wèn)題是業(yè)界的難題。

因此，九鎳鋼生產(chǎn)技術(shù)在此前很長(zhǎng)一段時(shí)間里，都被歐美日韓的鋼企掌握在手中。

在這樣的情況下，我國(guó)只能從國(guó)外進(jìn)口。當(dāng)時(shí)，我國(guó)絲毫沒(méi)有議價(jià)權(quán)，不得不咬牙接受外企高昂的要價(jià)。據(jù)了解，一噸九鎳鋼的要價(jià)能達(dá)到上萬(wàn)美元，價(jià)格遠(yuǎn)超普通鋼材的價(jià)格。而且，我國(guó)還常常面臨著要價(jià)無(wú)市的窘境。

不過(guò)，九鎳鋼高昂的售價(jià)在國(guó)產(chǎn)九鎳鋼問(wèn)世之后被終結(jié)。

耗時(shí)15年攻克

作為高附加值鋼材的九鎳鋼，在多個(gè)戰(zhàn)略領(lǐng)域都有著極高的重要性。因此，我國(guó)下決心必須將這一關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己的手中。

為此，我國(guó)一努力便是15年的時(shí)間。在這15年里，一代代鋼鐵人不斷進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，日以繼夜地研究，一次次地試驗(yàn)、煉制。如今，我國(guó)終于解決了九鎳鋼卡脖子的難題，甚至我國(guó)在這一領(lǐng)域還走到了領(lǐng)先的行列。

目前，我國(guó)多家鋼企都已經(jīng)掌握了九鎳鋼研制技術(shù)，如南鋼、寶鋼、山鋼等等。我國(guó)終于有了自己的九鎳鋼，不用再受被“卡脖子”之苦。

據(jù)了解，南鋼如今已有穩(wěn)定的九鎳鋼生產(chǎn)線，是我國(guó)九鎳鋼市場(chǎng)中一股不可忽視的力量。 到2018年時(shí)，南鋼已經(jīng)累計(jì)供貨60000噸九鎳鋼。而且，在鎳系剛市場(chǎng)市場(chǎng)之中，南鋼常年處于第一的位置，獨(dú)占半壁江山。

寶鋼在九鎳鋼領(lǐng)域的表現(xiàn)也不容小覷。在2021年，寶鋼首批九鎳鋼產(chǎn)品成功發(fā)貨。據(jù)悉，寶鋼的項(xiàng)目能實(shí)現(xiàn)9000余噸的供貨量，為L(zhǎng)NG船產(chǎn)業(yè)提供材料支撐。

山鋼也在2020年成功掌握九鎳鋼煉制技術(shù)，并成功推開(kāi)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的大門。 山鋼為我國(guó)在九鎳鋼領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，向前推進(jìn)了一大步。

造LNG船的另一種鋼——殷瓦鋼

九鎳鋼和殷瓦鋼都可以用于制造LNG船，只是用于不同的類型，殷瓦剛主要用于菱形罐，主要是超大型液化氣船，一般大于10萬(wàn)m3，而9鎳鋼主要是一般形式的液罐，例如C型罐，一般用于中小型液化氣船，一般是10萬(wàn)m3以下。

殷瓦鋼這種特殊的材料可以在極低溫下保持穩(wěn)定形狀，即使直接與液態(tài)天然氣接觸，也不會(huì)因?yàn)榈蜏爻霈F(xiàn)過(guò)度收縮、導(dǎo)致艙體開(kāi)裂，所以殷瓦鋼是LNG運(yùn)輸船制造的核心材料，然而，其制造和加工應(yīng)用都非常困難，為了良好的低溫抗性，這種鋼材放棄了抗腐蝕和高強(qiáng)度等幾乎所有其他性能，導(dǎo)致它非常脆弱容易腐蝕，LNG運(yùn)輸船貨倉(cāng)的殷瓦鋼厚度僅有0.7毫米，如紙片一樣易碎，而且如果在人手接觸時(shí)不戴著專用的手套，24小時(shí)后就會(huì)被銹穿，只有持國(guó)際最高級(jí)焊接證的焊工經(jīng)過(guò)訓(xùn)練之后才可以進(jìn)行這一任務(wù)，曾經(jīng)，擁有焊接殷瓦鋼資格的焊工，全中國(guó)只有不到10名。

殷瓦鋼是什么

殷瓦鋼實(shí)質(zhì)是按鎳36%鐵63.8%碳0.2%配比的鎳鐵合金。 最早由法國(guó)物理學(xué)家紀(jì)堯姆（C.E.Guialme）于1896年發(fā)現(xiàn)。因其在磁性相變溫度即居里點(diǎn)Tc以下，其熱膨脹系數(shù)趨近于零的特性得名Invar，意為“不變的”，中文音譯稱為殷瓦或殷瓦鋼。 而這種現(xiàn)象被稱為殷瓦效應(yīng)（Invar Effect）。

殷瓦鋼因其膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱系數(shù)低塑性韌性高等特點(diǎn)被稱為“金屬之王”，被廣泛應(yīng)用在精密激光設(shè)備，航天遙感器，特種傳輸電纜等領(lǐng)域。但要說(shuō)其最重要的應(yīng)用領(lǐng)域地說(shuō)是LNG運(yùn)輸船。

皇冠上的明珠——LNG運(yùn)輸船

LNG運(yùn)輸船即Liquified Natural Gas carrier.中文名液化天然氣運(yùn)輸船。 這種船在船舶領(lǐng)域非常難造， 目前只有中美日韓四國(guó)以及歐洲幾個(gè)船廠可以建造。 其同豪華游輪一起并稱為造船業(yè)“皇冠上的明珠”。 而殷瓦鋼則是制造LNG船不可或缺的原料。

因?yàn)樘烊粴庠谶\(yùn)輸過(guò)程中要在-163℃的環(huán)境下保持其液態(tài)穩(wěn)定。普通鋼材在如此低的溫度下會(huì)發(fā)生冷裂——即材料所受內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料本身強(qiáng)度極限時(shí)形成的裂紋。一旦出現(xiàn)這種情況就會(huì)導(dǎo)致天然氣外泄，后果不堪設(shè)想。

而只有用殷瓦鋼制作的構(gòu)件能在如此低溫環(huán)境不產(chǎn)生形變破壞。因此，殷瓦鋼是建造lng船的核心材料。雖然之前提到中美日韓四國(guó)都能建造lng船，但殷瓦鋼都需要從法國(guó)GTT公司進(jìn)口，價(jià)格自然也是超乎想象的貴。

拒絕“卡脖子”

鑒于殷瓦鋼材料上的受制于人，2013年開(kāi)始由滬東中華造船集團(tuán)有限公司領(lǐng)銜、寶鋼特鋼有限公司和中國(guó)船級(jí)社等單位協(xié)同研發(fā)液化天然氣船用殷瓦鋼項(xiàng)目。研發(fā)過(guò)程中所經(jīng)歷的艱難險(xiǎn)阻這里就不展開(kāi)介紹了。

最終在2017年8月，法國(guó)GTT公司向?qū)氫撎劁撚邢薰臼谟枇苏J(rèn)證，自此中國(guó)成功打破了殷瓦鋼材料長(zhǎng)期的國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)了LNG船的完全自主化建造。同時(shí)寶鋼特鋼也成為了繼GTT公司之后全球第二家能夠生產(chǎn)銷售殷瓦鋼的公司。

從2013年開(kāi)始研發(fā)到2017年被授予認(rèn)證，只過(guò)去了短短四年。 但正是這四年時(shí)間讓中國(guó)的LNG船不再被國(guó)外的殷瓦鋼“卡脖子”。在殷瓦鋼國(guó)產(chǎn)化之后，我國(guó)成功建造交付了"泛亞"，泛美","泛歐""泛非"四艘具備國(guó)際先進(jìn)水平的液化天然氣運(yùn)輸船。標(biāo)志著我國(guó)在LNG船建造方面已經(jīng)居于世界前列。相信在日后，國(guó)產(chǎn)殷瓦鋼能夠助力我國(guó)更多領(lǐng)域加速發(fā)展。

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編輯：華氣能源獵頭（微號(hào)：energyhunt）

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