近日，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）儲罐用高錳鋼已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。與現(xiàn)有的材料相比，高錳鋼價格優(yōu)勢明顯，隨著該新產(chǎn)品應(yīng)用于LNG儲罐，其市場前景看好。這一極低溫環(huán)境用新材料今后有望廣泛用于LNG儲罐系統(tǒng)，這將有助于韓國造船企業(yè)在技術(shù)方面拉開與日本、中國等國家競爭對手的差距，從長遠來看，更有助于提升韓國LNG運輸船的市場競爭力。
早在2010年11月，大宇造船海洋公司與浦項鋼鐵公司和全球五大船級社（美國船級社ABS、法國船級社BV、挪威船級社DNV-GL、韓國船級社KR、英國勞氏船級社LR）共同成立了名為“極低溫用高錳鋼及焊接材料共同開發(fā)”的項目，旨在積極推動高錳鋼的開發(fā)，歷時5年的努力，終于突破了技術(shù)瓶頸，成功實現(xiàn)批量生產(chǎn)。高錳鋼在完成了鋼材及焊材的船級認證之后，在2014年12月通過韓國國家技術(shù)標準院認證，并制訂低溫壓力容器用奧氏體系高錳鋼板標準（KSD30131）和高錳鋼用電弧焊條（KSD7142）、高錳鋼用電焊藥芯焊絲（KSD7143）、高錳鋼用埋弧焊絲和焊劑（KSD7144）等一系列新標準。當前項目組正在推進美國機械工程師學會（ASME）鍋爐及壓力容器規(guī)范和美國材料與試驗學會（ASTM）標準及天然氣相關(guān)標準的國際認證工作。另一方面，在2014年3月，浦項又與韓國科學技術(shù)院（KAIST）聯(lián)合研制出了“格子結(jié)構(gòu)”式的大容量LNG儲罐，該產(chǎn)品的材質(zhì)是浦項研發(fā)的高錳鋼，貯藏量為2萬立方米，與現(xiàn)有儲罐1000m3的貯藏量相比，足足提高了20倍左右。
LNG通常在零下163℃的條件下儲存運輸，此前主要采用鋁合金、鎳合金鋼（9%Ni）、不銹鋼等作為LNG儲罐的主要材料。不過，這些材料的強度普遍較低，而且加工性不高，因而在應(yīng)用方面受到了制約。此外，如果產(chǎn)品中價格昂貴的Ni含量較高，那么產(chǎn)品成本將會大幅提高。極低溫用高錳鋼是在鋼中添加了一定量的Mn元素，經(jīng)過適當?shù)臒崽幚碇笾瞥?。金屬錳在國際原材料市場的價格波動較小，而且高錳鋼即使在極低溫條件下也可以保持理想的性能，作為第二代LNG儲罐用新材料備受矚目。
該鋼種的主要化學成分（按質(zhì)量百分數(shù)計，%）為：Mn：15-35；C含量須同時滿足23.6C+Mn≥28和33.5C-Mn≤23的關(guān)系式；Cr含量滿足28.5C+4.4Cr≤57的關(guān)系式；Cu：≤5；S：0.03-0.1；Ca：0.001-0.01；Ti：≤0.5；Nb：≤0.5；V：≤0.5；N：≤1；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。焊接部位熱影響區(qū)在零下196℃的夏比沖擊功在41J以上，極低溫韌性優(yōu)良。
韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價管理院的分析稱，與鋁合金相比，高錳鋼的單價僅相當于其53%，故而用于制造LNG儲罐的費用也可降至56%的水平，見表1。將極低溫用高錳鋼的價格和施工費用統(tǒng)統(tǒng)計算在內(nèi)，也比現(xiàn)有的極低溫用材料便宜型將于今年下半年在玉浦造船廠內(nèi)進行極低溫性能測試，并計劃在第二代LNG運輸船及LNG-FPSO上采用這一材料。大宇造船海洋公司稱，如果采用高錳鋼作為LNG儲罐材料，可以大幅降低制造成本，相信高錳鋼材料將會極大地提升該公司的競爭力。與此同時，該公司還將通過自主研發(fā)的“高壓天然氣燃料供應(yīng)裝置”、“天然氣二次液化裝置”等設(shè)備與技術(shù)在LNG市場進一步鞏固自身的優(yōu)勢。50%-75%，儲罐總?cè)莘e17萬立方米的LNG船建造費用可以節(jié)省200億韓元。隨著高錳鋼使用比重的擴大，韓國國內(nèi)造船和海洋平臺等相關(guān)行業(yè)的競爭力也將進一步提高。
另據(jù)該機構(gòu)預(yù)測，對于FPSO（浮式生產(chǎn)儲油卸油船），高錳鋼的市場規(guī)模預(yù)計在今年為5萬噸，到2020年將提高到7萬噸（見表2），可制造7艘FPSO；對于LNG燃料動力船，極低溫用高錳鋼2020年的市場規(guī)模將達到10.5萬噸，可制造35艘LNG動力船；對于LNG運輸船，高錳鋼2020年的市場規(guī)模將達到20.4萬噸，可制造27艘LNG運輸船。如果按照每噸350萬韓元的價格計算，到2020年高錳鋼的總市場規(guī)模將達到1.4萬億韓元。
目前，大宇造船海洋公司玉浦造船廠制造的LNG儲罐已經(jīng)采用了高錳鋼，其實物模型將于今年下半年在玉浦造船廠內(nèi)進行極低溫性能測試，并計劃在第二代LNG運輸船及LNG-FPSO上采用這一材料。
大宇造船海洋公司稱，如果采用高錳鋼作為LNG儲罐材料，可以大幅降低制造成本，相信高錳鋼材料將會極大地提升該公司的競爭力。與此同時，該公司還將通過自主研發(fā)的“高壓天然氣燃料供應(yīng)裝置”、“天然氣二次液化裝置”等設(shè)備與技術(shù)在LNG市場進一步鞏固自身的優(yōu)勢。
早在2010年11月，大宇造船海洋公司與浦項鋼鐵公司和全球五大船級社（美國船級社ABS、法國船級社BV、挪威船級社DNV-GL、韓國船級社KR、英國勞氏船級社LR）共同成立了名為“極低溫用高錳鋼及焊接材料共同開發(fā)”的項目，旨在積極推動高錳鋼的開發(fā)，歷時5年的努力，終于突破了技術(shù)瓶頸，成功實現(xiàn)批量生產(chǎn)。高錳鋼在完成了鋼材及焊材的船級認證之后，在2014年12月通過韓國國家技術(shù)標準院認證，并制訂低溫壓力容器用奧氏體系高錳鋼板標準（KSD30131）和高錳鋼用電弧焊條（KSD7142）、高錳鋼用電焊藥芯焊絲（KSD7143）、高錳鋼用埋弧焊絲和焊劑（KSD7144）等一系列新標準。當前項目組正在推進美國機械工程師學會（ASME）鍋爐及壓力容器規(guī)范和美國材料與試驗學會（ASTM）標準及天然氣相關(guān)標準的國際認證工作。另一方面，在2014年3月，浦項又與韓國科學技術(shù)院（KAIST）聯(lián)合研制出了“格子結(jié)構(gòu)”式的大容量LNG儲罐，該產(chǎn)品的材質(zhì)是浦項研發(fā)的高錳鋼，貯藏量為2萬立方米，與現(xiàn)有儲罐1000m3的貯藏量相比，足足提高了20倍左右。
LNG通常在零下163℃的條件下儲存運輸，此前主要采用鋁合金、鎳合金鋼（9%Ni）、不銹鋼等作為LNG儲罐的主要材料。不過，這些材料的強度普遍較低，而且加工性不高，因而在應(yīng)用方面受到了制約。此外，如果產(chǎn)品中價格昂貴的Ni含量較高，那么產(chǎn)品成本將會大幅提高。極低溫用高錳鋼是在鋼中添加了一定量的Mn元素，經(jīng)過適當?shù)臒崽幚碇笾瞥?。金屬錳在國際原材料市場的價格波動較小，而且高錳鋼即使在極低溫條件下也可以保持理想的性能，作為第二代LNG儲罐用新材料備受矚目。
該鋼種的主要化學成分（按質(zhì)量百分數(shù)計，%）為：Mn：15-35；C含量須同時滿足23.6C+Mn≥28和33.5C-Mn≤23的關(guān)系式；Cr含量滿足28.5C+4.4Cr≤57的關(guān)系式；Cu：≤5；S：0.03-0.1；Ca：0.001-0.01；Ti：≤0.5；Nb：≤0.5；V：≤0.5；N：≤1；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。焊接部位熱影響區(qū)在零下196℃的夏比沖擊功在41J以上，極低溫韌性優(yōu)良。
韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價管理院的分析稱，與鋁合金相比，高錳鋼的單價僅相當于其53%，故而用于制造LNG儲罐的費用也可降至56%的水平，見表1。將極低溫用高錳鋼的價格和施工費用統(tǒng)統(tǒng)計算在內(nèi)，也比現(xiàn)有的極低溫用材料便宜型將于今年下半年在玉浦造船廠內(nèi)進行極低溫性能測試，并計劃在第二代LNG運輸船及LNG-FPSO上采用這一材料。大宇造船海洋公司稱，如果采用高錳鋼作為LNG儲罐材料，可以大幅降低制造成本，相信高錳鋼材料將會極大地提升該公司的競爭力。與此同時，該公司還將通過自主研發(fā)的“高壓天然氣燃料供應(yīng)裝置”、“天然氣二次液化裝置”等設(shè)備與技術(shù)在LNG市場進一步鞏固自身的優(yōu)勢。50%-75%，儲罐總?cè)莘e17萬立方米的LNG船建造費用可以節(jié)省200億韓元。隨著高錳鋼使用比重的擴大，韓國國內(nèi)造船和海洋平臺等相關(guān)行業(yè)的競爭力也將進一步提高。
另據(jù)該機構(gòu)預(yù)測，對于FPSO（浮式生產(chǎn)儲油卸油船），高錳鋼的市場規(guī)模預(yù)計在今年為5萬噸，到2020年將提高到7萬噸（見表2），可制造7艘FPSO；對于LNG燃料動力船，極低溫用高錳鋼2020年的市場規(guī)模將達到10.5萬噸，可制造35艘LNG動力船；對于LNG運輸船，高錳鋼2020年的市場規(guī)模將達到20.4萬噸，可制造27艘LNG運輸船。如果按照每噸350萬韓元的價格計算，到2020年高錳鋼的總市場規(guī)模將達到1.4萬億韓元。
目前，大宇造船海洋公司玉浦造船廠制造的LNG儲罐已經(jīng)采用了高錳鋼，其實物模型將于今年下半年在玉浦造船廠內(nèi)進行極低溫性能測試，并計劃在第二代LNG運輸船及LNG-FPSO上采用這一材料。
大宇造船海洋公司稱，如果采用高錳鋼作為LNG儲罐材料，可以大幅降低制造成本，相信高錳鋼材料將會極大地提升該公司的競爭力。與此同時，該公司還將通過自主研發(fā)的“高壓天然氣燃料供應(yīng)裝置”、“天然氣二次液化裝置”等設(shè)備與技術(shù)在LNG市場進一步鞏固自身的優(yōu)勢。