全球首次!韩国造船业真的很“锰”

大宇造船与浦项制铁合作经过10多年的不懈努力,终于成功实现了在LNG动力超大型原油运输船(VLCC)上安装高锰钢LNG燃料储罐,创造了全球首次将高锰钢材料应用于LNG燃料储罐的里程碑,这是韩国造船业自主研发技术又一个重大突破,再一次拉开与中国竞争对手的差距,大大增强了韩国船企在LNG动力船建造领域的竞争力。

6月16日,大宇造船和浦项制铁(POSCO)举行了将高锰钢LNG燃料储罐安装在LNG动力VLCC上的搭载仪式。大宇造船社长朴斗宣在仪式上表示:“公司作为LNG船建造的知名船厂,拥有世界最高竞争力的我们在今天又树立了一个新的里程碑。这是韩国产业界共同合作取得的宝贵成果,也是国内同行随时都可以使用的技术,因此将持续强化韩国造船产业的竞争力。”浦项制铁技术研究院专务崔钟教表示:“韩国自行开发的高锰钢材料成功批量生产并在全球首次应用在LNG动力VLCC上,令人感慨万千。包括国内钢铁企业、造船企业、储罐制造企业在内的船用高锰钢LNG储罐供应链已经打造完成,相信将在未来环保船舶市场中发挥巨大作用。”

随着高锰钢LNG燃料储罐的批量生产和工程验证,大宇造船和浦项制铁此次实现了将其搭载在LNG动力VLCC实船上零的突破,10多年的共同努力终于取得了成果。

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。据

了解,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。

此外,德国航运巨头赫伯罗特于2020年12月在大宇造船订造了6艘LNG动力23500TEU超大型集装箱船。该型集装箱船采用开创性设计,安装由高锰钢制造的18000立方米B型LNG燃料储罐。由于使用这种新型燃料储罐材料,每艘船最多可节省200万至300万美元成本。其中的首制船将在2023年4月30日交付,届时将成为全球第一艘使用高锰钢LNG燃料储罐的超大型集装箱船。

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。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,金属锰在国际原材料市场的价格波动较小,在供求方面具有稳定的优势,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,全球主要造船厂、钢铁公司等为了抢占高锰钢市场而展开了激烈竞争。

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。将极低温用高锰钢的价格和施工费用统统计算在内,也比现有的极低温用材料便宜50%-75%,储罐总容积17万立方米的LNG船建造费用可以节省200亿韩元。

另外,对于韩国造船业而言,选择浦项制铁的高锰钢LNG燃料储罐还可以节省向国外企业支付的专利技术费用。迄今为止,韩国船企建造的LNG动力船大多使用法国工程公司GTT的薄膜型燃料舱,并需要为此向GTT支付许可费。

韩国业界人士表示,特别是此次应用的高锰钢燃料储罐制造技术是纯粹的韩国国内技术,因此更具价值。海运公司在2004年至2007年间订造的大量船舶已经老化,同时,由于全球主要港口的船舶入港标准强化,以及二氧化碳减排政策出台等,这些老旧船舶将大量改装为LNG动力船,因此,预计LNG储罐的需求也将大幅增加。今后,通过高锰钢的大量生产,韩国不仅将确保在该领域的价格竞争力,而且有可能实现LNG货舱制造技术的自立。

据韩国浦项制铁经营研究所预测,全球LNG动力船建造市场的规模将从2021年的20万亿韩元(约合179亿美元)增加到2016年的130万亿韩元(约合1164亿美元),增长6倍以上。到2030年,韩国建造的船舶中将有60%是LNG动力船。国际航运业界人士则预测,今后10年间,全球LNG船、LNG动力船、LNG加注船等相关船型的市场需求规模将超过3000艘。

2021年4月,三进重工与现代重工集团造船业务控股公司韩国造船海洋签订了共同开发LNG储罐制造技术的协议,双方将围绕使用高锰钢制造LNG储罐展开技术研发。同月,韩国机械和材料研究院(KIMM) 与大宇造船、浦项制铁、韩国天然气安全公社(KGS)签订四方业务合作协议,将在高锰钢及焊接材料的开发和规格认证、钢材及焊接材料的性能评价、高锰钢储罐的安全性研究、液态氢实证试验等领域推进合作,大宇造船与浦项制铁将合作开发液化温度比LNG更低的液态氢储罐用的高锰钢材料。2021年7月,韩国机械研究院(KIMM)与大宇造船合作,成功开发出了船用LNG储罐用低温高锰钢激光-电弧复合焊接技术。该技术不仅可以缩短10%的LNG储罐制作时间,而且制作的储罐强度比现有技术制作的更高。

高锰钢LNG燃料储罐应用的成功将有助于韩国造船企业在技术方面拉开与中国竞争对手的差距,大大增强了韩国船企在LNG动力船建造领域的竞争力。而随着高锰钢使用比重的扩大,韩国在LNG船和FPSO等相关产品的竞争力也将进一步提高。从长远来看,更有助于提升韩国LNG运输船的市场竞争力。(王楚)

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