全球首次!韩国造船业真的很“锰”!中韩竞技高锰钢谁更胜一筹?

材料文献解读 2022-10-19
2431 字丨阅读本文需 6 分钟

10月13日,韩国大宇造船两艘LNG动力超大型油轮(VLCC)同时命名,这也是全球首制搭载韩国自主研发高锰钢LNG燃料储罐的VLCC,由此,大宇造船在环保船舶领域又树立了一个新的里程碑。

据了解,大型LNG燃料储罐是环保燃料动力船以及整个LNG产业链的核心设备,技术标准极为严苛,且造价昂贵,占LNG船整套动力系统价格的约30%。LNG通常在零下163℃的超低温环境下条件下储存运输,此前主要采用镍合金钢(9%Ni)、铝合金、不锈钢等作为LNG货舱和燃料储罐的主要材料。其中,9%镍钢是目前LNG储罐制造中使用最多的钢种。但是这些材料的缺点是价格较高、加工工序繁琐、强度较低,因而在应用方面受到了制约。此外,如果产品中价格昂贵的镍含量较高,那么产品成本将会大幅提高。

1、高锰钢是指含锰量高达11~14%的合金钢

全球的锰资源储量丰富,高锰钢的价格也比9%镍钢更具竞争力,其不仅在在零下196摄氏度的超低温条件下可以保持理想的性能,而且强度高,耐磨耗性强,因此,高锰钢作为LNG燃料储罐的新一代材料一直备受瞩目,世界主要造船厂、钢铁公司等为了抢占高锰钢市场而展开了激烈竞争。

高锰钢LNG燃料储罐技术由大宇造船和浦项制铁经过10多年的共同研发完成。大宇造船和浦项制铁为了将高锰钢用于制作LNG燃料储罐,共同开发了从预处理到焊接的储罐制造技术。通过这一措施,构建了以高锰钢为中心的韩国LNG燃料储罐生态系统,确保了国家竞争力。

早在2010年11月,大宇造船与浦项制铁和美国船级社(ABS)、法国船级社(BV)、挪威船级社(DNV)、韩国船级社(KR)、英国劳氏船级社(LR)等全球五大船级社共同成立了名为“超低温用高锰钢及焊接材料共同开发”的项目,旨在积极推动高锰钢的开发,历时多年的努力终于突破了技术瓶颈,于2013年推出了全球首款LNG储罐专用的低温高锰钢厚板产品,并在2015年实现了批量生产。

2、高锰钢应用正逢其时

在行业绿色发展的主旋律下,清洁能源液化天然气(LNG)成为推动绿色发展的主力队员。数据显示,2021年全球LNG贸易量达到3.8亿吨,同比增长6%,增幅扩大超5个百分点。未来还将继续增长,预计到2040年全球LNG需求量将超过7亿吨/年,比2021年增加90%。

LNG贸易需求的增长带动了LNG海上运输的繁荣,LNG船运价日租金一度暴涨至35万美元/日的历史高位。同时,随着航运业减排进程的推进,改用LNG等清洁替代燃料以实现减排目标也成为业界共识。相比其他替代燃料,LNG燃料凭借其清洁性能,以及相对完善的产业链和丰富应用经验等优势从推动航运业绿色发展的主力军队伍中脱颖而出。克拉克森数据显示,2016年~2021年,全球LNG船舶新船订单量分别是10艘、19艘、77艘、61艘、54艘、85艘,交付量分别为33艘、33艘、56艘、43艘、39艘、66艘。

LNG通常需要储存在-161.5℃、0.1MPa左右的低温储存罐内,因此,与LNG接触的内层材质必须使用低温钢材。而对LNG运输船而言,高昂的LNG设备成本是制约相关产品发展的巨大瓶颈,其中LNG储罐的价格就占了整套动力系统的三分之一。

船用LNG储罐材料是LNG储罐建造的核心技术之一。传统的LNG储罐建造材料采用的是昂贵的奥氏体不锈钢、奥氏体Fe-Ni合金、9镍钢(9Ni钢)和低温铝合金材料等,这些材料需要使用大量合金,制造成本高不说,对环境影响巨大。

前几年,国外研制出使用22%~25%的锰合金来代替昂贵的镍合金等材料来制造LNG船、LNG罐用低温钢,即低温奥氏体高锰钢。该产品因其低成本和优异的塑韧性而备受瞩目。研究表明,与目前广泛应用的9镍钢相比,船用LNG储罐所用低温高锰钢的低温强度、韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性等性能均相差不大,且其塑性优于9镍钢。成本方面,22%~25%锰钢材料成本约为9镍钢的1/3,LNG储罐采用高锰钢可大幅降低制造成本。

据了解,2020年12月赫伯罗特在大宇造船订造的总价值约10亿美元的6艘LNG动力23500TEU超大型集装箱船便采用开创性设计,安装由高锰钢制造的18000立方米B型LNG燃料舱。由于使用这种新型材料,每艘船最多可节省200万至300万美元成本。因此,业界普遍认为其将是LNG低温传统钢的最好替代者,具有较好的应用前景。

3、中韩究竟谁更胜一筹?

中国和韩国是友好合作伙伴关系,我们既是朋友而是竞争对手。韩国在整形、美妆。三星手机等方面都比较出名,此前因为把高锰钢运用于LNG燃料储罐也一度引发全球造船业热议。

在2008年时,韩国造船业位于世界榜首,他们的造船订单占全球的50%,没有任何国家能够与韩国相媲美。但在2021年时,中国打破了这个魔咒,独占造船订单第一。

韩国想要重回造船业第一的位置,一直都遏制我国造船业发展。为了达到目的,整个韩国造船业联合起来上演了一出“联合抗中”的大戏。韩国的大宇造船、现代重工、三星重工三家船业想要以10亿欧元收购法国GTT公司,因为该公司享有核心的货舱封闭技术,可有效阻止中国造船业的发展。

但是自改革开放以来我国经济迅猛发展。在中国船舶集团旗下就有三大船企——江南造船、沪东中华、外高桥造船,这三个船企在一月份的时候新船订单金额和完工量就已经打破记录实现了开门红。到四月份的时候造船总量约占全球船舶市场的61%,位于韩国之上。

造船业主要是靠人力,属于劳动密集型产业,中国有得天独厚的优势,但是韩国人口老龄化问题严重,劳动力不足,致使造船量不能持平稳上升的态势。

目前国内的造船业的竞争主要受劳动生产力和生产能力的制约,中国造船业的劳动生产能力水平是韩国造船厂的三分之一到四分之一。且中国造船员工工资水平远低于韩国,但是中国一直在改变现状。

在2008年4月份随着中国第一液化天然气船的问世,中国的造船业也由此上升了一个新的台阶,到目前为止已经达到同韩国相媲美的地位。

不管是韩国创造出了全球首次的高锰钢LNG燃料储蓄罐还是中国宝特钢铁自主研发的殷瓦钢,都推动了全球造船业的发展。各国应该团结协作互相交流,这样才能促进人类技能和文化的进步。

不管是哪个国家想要自己的产品在国际的舞台上成为闪光点就必须得有自己的独特之处,韩国的高锰钢是真的“锰”,他给整个造船业做出了榜样。但是在造船业上我国还是稳居第一的,希望有朝一日我国也能在LNG燃料储蓄罐做出突破。

在国际公约规范方面,2021年底,IMO货物与集装箱运输分委会第7次会议上批准了高锰奥氏体钢适用于《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(《IGC规则》)和《使用气体或其它低闪点燃料船国际安全规则》(《IGF规则》)。CCS武汉分社产品检验处处长贾思庆认为:“这意味着使用高锰钢上船应用的检验依据正式得到国际海事组织认可,使用推广不再存在障碍。

未来,谁能提前一步研制生产出高锰钢并将其应用到船舶上,谁将抢得市场先机。”

文章来源: 国际船舶网,中国船检杂志社,财经云师妹

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