浦项加快研制LNG储罐用高锰钢

作者:永利博发布日期:2020-11-21 16:10

  摘要:在造船海运行业“大型化、环保化、高端化”的发展趋势下,作为浦项钢铁公司的WTP产品(世界一流高级产品),低温高锰钢充分显示出巨大的潜力和产品卓越性。超低温用高锰钢在现有碳钢中添加了3%-30%的锰,使其具备耐磨性、高成形性、非磁性、防振性、低温性等性能,完全可以适应零下196℃的低温环境。

  在造船海运行业“大型化、环保化、高端化”的发展趋势下,作为浦项钢铁公司的WTP产品(世界一流高级产品),低温高锰钢充分显示出巨大的潜力和产品卓越性。超低温用高锰钢在现有碳钢中添加了3%-30%的锰,使其具备耐磨性、高成形性、非磁性、防振性、低温性等性能,完全可以适应零下196℃的低温环境。

  早在高锰钢之前,钢铁业界也开发了低温环境专用的材料,主要包括:镍合金钢和不锈钢、9%镍钢、铝合金等。不过,这些产品在全球范围的供应量少,远不能满足市场需求,供需失衡也会导致产品价格的波动。即便是稳定供货的产品,成本水平也较高。因此,造船等下游行业迫切需要开发新型产品。

  为了生产低成本、高品质的高锰钢,浦项自2010年以来一直在开展研究,并于2013年推出了全球首款LNG储罐专用的低温高锰钢厚板产品。以此为良好契机,高锰钢在市场得到了普遍认可,作为未来新型材料,在钢铁行业、造船业、海运、能源行业也备受关注。超低温用高锰钢在今后很可能取代传统的低温用材料(铝合金、304不锈钢等)。因为对于造船等需求行业来说,与传统的超低温材料相比,高锰钢可节省约50%-75%的制造成本。特别是通过了韩国工业标准(KS)认证和各国船级社认证,产品可靠性也比较高。

  值得一提的是,超低温用高锰钢在造船行业的应用也将不断扩大。作为韩国造船行业的高附加值船舶,LNG运输船需要采用韧性和焊接性俱佳的材料运输零下163℃低温的LNG。在现有的LNG相关市场中,耐腐蚀性的304不锈钢一直占据了主导地位。不过,在材料开发过程中,高锰钢与304不锈钢相比,耐腐蚀性相同,但强度性能更为优秀。

  特别是造船业对低温用高锰钢的降成本效果寄予厚望。在船体及装船量大型化的趋势之下,为了承接更多超大型船舶的订单,造船行业迫切需要制定降低成本方案,而低温用高锰钢的价格竞争力明显优于铝合金和304不锈钢。

  对比不同材料的经济性,可明显看出高锰钢突出的经济性。韩国产业技术评价院研究的数据显示,以铝合金为标准(100%),304不锈钢材料单价为88%,焊接成本为33%,材料用量达到200%水平。9%镍钢与铝合金相比,材料单价达到114%,焊接成本达到133%,用量达到167%的水平。

  两款传统产品与铝合金相比,总成本高达200%的水平,经济性较差。而高锰钢与铝合金相比,材料单价仅为53%,焊接成本为9%,材料用量仅为167%,总成本仅为一半(56%)。在与9%镍钢相比,经济性高出了4倍。

  因此,在低温用高锰钢开发过程中,大型造船企业与浦项紧密合作,开展了各种研究项目,加快其现场应用。造船行业希望利用该材料在全球订单争夺战中提高成本竞争力和建造技术。

  2019年,超低温高锰钢获得韩国天然气技术标准委员会颁发的新材料商用许可。有望提前应用于陆地LNG储罐和LNG车辆储罐。由于降成本效果显著,获得了市场的普遍认可,浦项将负责生产这一产品,确保稳定供货后,再进一步扩大使用。

  此外,高锰钢在LNG接收站和LNG充电站等也有望扩大使用。以LNG接收站为例,高锰钢在液化气储罐、低温管道、LNG二重管线等方面应用的潜力较大。在LNG充电站方面,运输用ISO罐、小型储罐、运输车储罐、LNG燃料车辆储罐等应用方案正在研究之中。与此同时,高锰钢在天然气绝缘开闭装置、油砂(Oil sands)和高压变压器领域,也有望扩大开采。

  截至目前,尽管超低温高锰钢获得了普遍认可,但在建立产品大规模生产体制之前,将对部分焊接性问题进行改进完善。为此,浦项正联合韩国生产技术研究院、现代重工业、大宇造船海洋等正在进行共同研究,以彻底解决烟尘和焊接不良等常见问题,通过分享各自领域的专业知识,开发最佳的新材料。在此过程中,各方签订了相互之间的保密协议,以保护技术诀窍。根据计划实施方案,有望从2021年开始取得部分成果。随着高锰钢产品性能的稳步提升,这类材料在各需求行业的使用范围也在不断扩大,大规模批量生产的时代也即将到来。

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永利博

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