4月22日上午，中國船級社（CCS）采用“云發(fā)證”的方式，為中船725所的高錳鋼焊接材料、河鋼集團舞鋼公司的高錳鋼鋼板以及中集宏圖公司的高錳鋼儲罐頒發(fā)CCS工廠認可證書。

“此次頒發(fā)的工廠認可證書，是高錳奧氏體低溫鋼系列產品的國內首張CCS認可證書，將為下一步高錳鋼在LNG船舶制造領域的應用提供技術路徑和產業(yè)指引?！盋CS副總裁范強如是說。

大勢所趨 開展高錳鋼應用正當其時

隨著各國不斷發(fā)展更低碳的能源體系并追求實現(xiàn)“凈零”排放目標，對于更清潔的天然氣和天然氣行業(yè)脫碳措施的關注，將有利于LNG在未來幾十年內持續(xù)成為一種可靠、靈活的能源。

數(shù)據(jù)顯示，世界主要經(jīng)濟體對LNG的需求繼續(xù)保持增長態(tài)勢，2021年全球LNG貿易量達到3.8億噸，同比增長6%，增幅擴大超5個百分點，中國、韓國和日本繼續(xù)引領LNG需求的增長。與此同步的是，自2021年以來，LNG海上運輸市場就步入黃金軌道，甚至誕生了航運史上日租金35萬美元最貴記錄，LNG船成為船東的“新寵”，訂單爆棚。僅卡塔爾一國，近期在北部氣田擴能船舶購置項目就提出了“百船建造”計劃。

對于LNG運輸船來說，高昂的LNG設備成本一直是制約相關產品發(fā)展的巨大瓶頸，其中LNG儲罐的價格就占了整套動力系統(tǒng)的三分之一。

船用LNG儲罐材料低溫性能要求苛刻，超低溫環(huán)境下應具備高強韌性、良好的抗斷性能、止裂性能、耐疲勞性能和組織穩(wěn)定性等，是LNG儲罐建造核心技術之一。傳統(tǒng)的LNG儲罐建造材料采用的是昂貴的奧氏體不銹鋼、奧氏體Fe-Ni合金、9Ni鋼和低溫鋁合金材料。俄烏沖突爆發(fā)后進一步刺激鎳價沖高，導致“妖鎳橫行”，讓下游配套企業(yè)苦不堪言。

“我國是鋼鐵大國、容器制造大國，是新型高錳鋼應用的主陣地。同時我國也是貧鎳國家，少鎳或無鎳鋼一直是國家鋼材發(fā)展的重要方向，也是國家戰(zhàn)略需求。”范強對記者說，開展新型高錳鋼應用是行業(yè)大勢所趨。

據(jù)介紹，早在2017年，韓國浦項鋼鐵公司與大宇造船海洋公司共同開發(fā)的液化天然氣（LNG）儲罐用高錳鋼已成功實現(xiàn)批量生產。與現(xiàn)有的材料相比，高錳奧氏體低溫鋼的低溫韌性、耐疲勞性、耐腐蝕性等性能與目前廣泛應用的9%Ni鋼相當，塑性優(yōu)于9Ni鋼（約為9Ni 鋼的3倍）。成本方面，高錳鋼材料成本約為9Ni鋼的1/3，而建造成本僅為9Ni鋼的1/10左右。

虎口奪食 打破國外LNG船技術壟斷

一直以來，韓國在高錳鋼的船舶應用上“一騎絕塵”。

此前，使用浦項鋼鐵高錳鋼LNG燃料艙的船舶僅有現(xiàn)代尾浦造船在2018年交付的浦項制鐵50000載重噸散貨船“Green Iris”號。該船采用了浦項制鐵為低溫LNG和液化氣體儲存專門設計的一種奧氏體高錳鋼C型LNG燃料儲罐，儲存能力為500立方米。

對于韓國造船業(yè)而言，選擇浦項制鐵的高錳鋼LNG燃料艙可以節(jié)省向海外工程公司支付的專利技術費用。

2020年12月，赫伯羅特在韓國大宇造船海洋公司訂造了6艘LNG動力23500TEU超大型集裝箱船，總價值約10億美元。這批集裝箱船采用開創(chuàng)性設計，安裝由高錳鋼制造的18000立方米B型LNG燃料艙。由于使用這種新型燃料艙材料，每艘船最多可節(jié)省200萬至300萬美元成本。

韓國近幾年向IMO提交了多次關于高錳鋼應用的議案，在最近召開的IMO“貨物與集裝箱運輸分委會”第7次會議上，IMO已同意對IGC和IGF規(guī)則進行批準高錳奧氏體鋼用于低溫應用的替代金屬材料方面的修訂，這也就意味著IMO各會員國將正式采用高錳鋼作為 LNG儲罐材料。

“如果這個時候國內鋼廠沒有煉出自己的高錳鋼，我們將被競爭對手‘卡脖子’，讓韓國造船企業(yè)進一步擴大LNG船制造領域的優(yōu)勢。如果一旦讓韓國在高錳鋼的船舶應用上掌握主導，我國船舶工業(yè)將面臨巨大的挑戰(zhàn)?！狈稄姳硎尽?/p>

可喜的是，2018年，中國船級社成功搭建產、學、研、檢、用的合作平臺，成立了高錳鋼聯(lián)合開發(fā)項目組，致力于開展船用LNG儲罐用高錳奧氏體低溫鋼及其配套焊接材料的應用研究。中船725所、河鋼集團舞鋼公司以及中集宏圖展現(xiàn)國企擔當，積極開展了高錳奧氏體鋼應用研究，突破了高錳奧氏體鋼冶煉與軋制工藝優(yōu)化、異種材料焊接、封頭加工成型等關鍵技術，制定了高錳鋼生產、焊材制造、鋼板冷加工、LNG儲罐施工等系列工藝，打通了高錳鋼生產-加工制造-性能評價整套應用技術路線，具備與國外高錳鋼產品的同等質量水平，為打破國外技術壟斷貢獻了力量。

高歌“錳”進 增強高端造船領域核心競爭力

中船725所是中國船級社授權的第一家船舶材料驗證試驗機構，其牽頭聯(lián)合中國船級社、舞鋼公司、中集宏圖、東北大學、鋼鐵研究總院等單位承擔了“船用LNG儲罐高錳奧氏體低溫鋼應用研究”的工信部項目。

所里的科研人員不僅完成了焊接接頭綜合性能調控以及-165℃低溫服役性能評價等課題研究，還研制開發(fā)了高錳鋼手工焊條、埋弧焊材、氣保焊絲、氬弧焊絲等四種配套焊材，并實現(xiàn)了工業(yè)化生產，是目前國內高錳鋼配套焊材種類最齊全的廠家。

2018年底，在多輪小爐試制的基礎上，河鋼集團舞鋼公司成功在二軋鋼生產線上軋制出厚度為20mm的國內首張LNG儲罐用高錳奧氏體低溫鋼板。

目前河鋼在國內率先實現(xiàn)認可最大厚度40mm的高錳鋼批量工業(yè)化生產，鋼板具有穩(wěn)定的奧氏體組織、良好的強韌比、以及在-196℃液氮、-259℃液氦下超低溫沖擊韌性，鋼板的力學性能經(jīng)CCS檢驗驗證，實物水平達到了國外同類產品的實物性能。

“這是國內第一也是目前唯一成功實現(xiàn)工業(yè)化生產的低溫用高錳鋼板，表明我國已完全自主掌握高錳鋼生產技術，實現(xiàn)重大技術突破，為我國低溫用高錳鋼的生產起到示范和引領作用。目前該項目已通過工信部高技術船舶科研項目，并獲得國撥資金1850萬。”CCS武漢分社相關人員表示。

中集荊門宏圖公司在高錳鋼聯(lián)合開發(fā)項目中承擔關鍵作用，鋼板與焊材能否通過制罐工藝生產出滿足各種工況的LNG儲罐，是項目結題的關鍵指標。宏圖公司陸續(xù)生產了2臺不同結構形式的高錳奧氏體低溫鋼單層裸罐，一臺5立方米船用LNG高錳鋼儲罐和一臺20英尺船用LNG高錳鋼罐箱。

“通過幾千公里水陸路裝運低溫液體運行試驗，并在實船上帶氣運行試驗1000公里，我們生產的高錳奧氏體低溫鋼單層裸罐，其靜態(tài)蒸發(fā)率及真空夾層漏放氣速率等各項性能指標均滿足CCS規(guī)范要求，為高錳鋼應用提供了有力的佐證。”中集宏圖總經(jīng)理鄭志軍對記者介紹。

推進擁有自主知識產權的船用LNG儲罐高錳奧氏體低溫鋼應用是維護我國鋼鐵及船舶等相關行業(yè)利益的重要措施，在船舶行業(yè)整體低迷、鋼鐵行業(yè)產能過剩的情況下，能否通過掌握高端技術、降低成本直接關系到造船領域的核心競爭力。

相關企業(yè)表示，在規(guī)模化生產后，將繼續(xù)改進工藝，提升品質，同時控制成本，讓船東、船廠用得放心、用得省心，用得舒心。

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