序言

这是一张殷瓦钢示意图。

第一眼看上去很薄是不?

确实,它的厚度只有0.7毫米,相当于两层蛋壳的厚度。

殷瓦钢焊接技术到底有多厉害(薄如纸的殷瓦钢制造难度有多大)(1)

但是这么薄的钢,却是制造LNG运输船的核心材料。没有它,船体会因为无法承受超低温而被冻裂。

而全世界也只有两个国家能够生产,一个是法国,另一个就是中国。

那么问题来了:

薄如纸的殷瓦钢制造难度有多大?

中国是如何打破国外垄断?

殷瓦钢历史

首先呢,咱们先来了解下殷瓦钢的发现历史。

一般来说绝大多数物体都会受热胀冷缩原理影响,也就是在受热时体积膨胀, 冷却时体积收缩,即使是坚硬的金属也不例外。

但是呢在1896年,法国物理学家意外发现,成分为镍36%、铁63.8%、碳0.2%的镍铁合金却出现了反常热膨胀现象,在230℃以下的温度范围内,这种合金材料的尺寸几乎不随温度变化而发生改变。

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于是他将这种合金命名为Invar,英文意思是“不变的”,后来咱们又根据读音翻译成了殷瓦钢。

殷瓦钢用途

那这种特殊的钢有啥用呢?

这就要说到LNG船了,这种船是液化天然气的专用运输船。

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液化天然气有个特殊的要求,就是需要在-162℃的超低温中保存运输。

如果使用一般的钢材料,船体结构会在超低温环境下冷裂,严重的话会产生巨大的爆炸。于是为了防止这种情况出现,只能使用殷瓦钢作为材料。

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但是殷瓦钢材料的特性复杂,所以生产的难度很大。

除了经历一般钢的制造过程以外,还要克服殷瓦钢表面硬度低,易造成轧制缺陷的困难,从而要确保殷瓦钢的表面质量。可以说对材料的纯净度,成分,工业精度等,都有非常严格的要求。

当然了,这里面具体是怎么做的肯定是核心机密,这个咱们也不知道。

殷瓦钢焊接

同时呢,殷瓦钢制造出来后,还要进行焊接。

但是这种钢与普通钢特性有很大的不同,它的合金含量比一般的钢要高很多,因此就会造成焊接性能差。所以殷瓦的焊接,也被称为世界上难度最高的焊接技术。

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普通焊接工人工资能拿个万八千的,殷瓦钢焊接呢?

不好意思!

光一个人的培训费就要几十万元,而且还要经受国外专业机构严格考核,考核通过了才能上岗。

就拿LNG船的液货舱焊接来说吧。

液货舱是什么?

家里用的暖水瓶大家肯定见到过吧,暖水瓶里面有一个用于装热水的内胆,而我们这个装载液化天然气的液货舱,就相当于暖水瓶的内胆。

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这个液货舱内部可不简单呢,它的内壁是由一片片殷瓦钢片焊接组合起来的,最薄处仅有0.7毫米,光焊缝长度就有百公里左右。

那是不是意味着焊接师傅要焊这么长?这不得把师傅给累死?

这个问题我先说结论,当然不是啦!

为了保证焊接质量的稳定,现在有大量的自动焊接机器人代替了手工焊,整条船上的殷瓦钢焊接90%,都是靠机器自动焊来完成的。

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但是即使这样,像一些拐角或者机器无法焊接到的,狭小不规则角落还是需要焊接师傅进行手工焊接。

跟传统焊接不一样,由于殷瓦钢不能接触到水,因为这会让其迅速腐蚀生锈,所以焊接工人在使用氩弧焊枪操作的时候,还需要戴上能吸汗的手套,并且还要保证焊接过程中的空气干燥和殷瓦钢表面的干净。

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要知道哪怕有针尖那么大的缝隙,都会造成天然气的泄露和爆炸。

掉一滴汗珠都有可能造成材料的腐蚀,所以要把这样的钢材焊接好,既不能温度过高,把钢材焊坏形成漏点,也不能温度力度不够,焊得不牢靠。

可以说对操作人员的耐心都是极大的考验。

国内殷瓦钢发展

而正是由于殷瓦钢制造难,焊接难,所以它的价格非常贵。

每吨价格是普通船板的20倍左右,以中国建造的14.7 万立方米LNG 船为例,每艘船殷瓦钢的用量为450吨左右,总价超过5000万元。

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此前这项技术一直为国外企业垄断。

多年前,由沪东中华造船集团有限公司牵头、宝钢特钢和中国船级社等单位参研的国家工信部项目,就是为了解决这个卡脖子的事情。

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其中宝钢特钢承担起了液化天然气船关键材料殷瓦合金的研制工作,沪东中华承担了殷瓦钢焊接及材料理化性能研究的关键任务。

经过不断的研究和实验,最终咱们成功完成了该合金的工业化试制,并且该材料得到法国GTT公司的认证和许可。

宝钢特钢也因此成为世界上第二家,可供应薄膜型LNG船用殷瓦合金的合格供应商。

感悟

最后小鲸想说:

LNG船需要在零下163度的极低温环境下,漂洋过海,运送液化天然气,因此也被人们称为“海上超级冷冻车”。

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而建造一艘LNG船的难度堪比建造一艘航母,其中核心材料殷瓦钢的建造和焊接,又是LNG船建造最难的地方。

自从咱们成功把殷瓦钢国产化后,使得LNG船的建造成本大幅度降低,国外企业一家独大的局面被彻底打破。同时呢核心材料的国产化,将有利于中国船厂提升LNG船自主建造能力和竞争力,从而进一步保障中国LNG进口的战略安全。

钱老说过一句话:外国人能搞的,难道中国人不能搞?中国人比他们矮一截?小鲸觉得呢,放在这里也十分合适。

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