船廠不能僅僅看到材料成本的降低-國際空運(yùn)頭程
| 作者：飛時達(dá)北京國際快遞公司 | 2022-01-21 閱讀數(shù)：533 |
高錳鋼具有優(yōu)秀的低溫性能，強(qiáng)度也比較高，在零下196攝氏度條件下具有良好的沖擊韌性，可以替換目前廣泛使用的低溫金屬，例如9鎳鋼、5鎳鋼、不銹鋼和鋁合金等。與此同時，國際物流，由于地球上錳的含量較多，因此高錳鋼的本錢相較于其他低溫金屬低得多，大規(guī)模應(yīng)用上風(fēng)明顯。目前，已有多家船廠正在進(jìn)行相關(guān)的工程化應(yīng)用研究，韓國大宇造船海洋已成功研發(fā)高錳鋼材料LNG儲罐，并投進(jìn)測試和使用。
2020年，赫伯羅特在大宇造船海洋訂造了多達(dá)12艘的超大型23000TEU LNG雙燃料集裝箱船，這是首批使用高錳鋼燃料艙(Type B型)的集裝箱船。
2018年，韓國推動國際海事組織(IMO)出臺《經(jīng)修訂的用于低溫環(huán)境的高錳奧氏體鋼應(yīng)用臨時指南》，明確高錳鋼是能夠用作承載LNG的低溫鋼，同意高錳鋼應(yīng)用于LNG運(yùn)輸船和LNG動力船的液貨艙和燃料艙。2019年，高錳鋼被韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部批準(zhǔn)用作陸上LNG儲罐，并通過了低溫材料性能測試，通過實(shí)際的項(xiàng)目運(yùn)行證實(shí)了其性能和穩(wěn)定性。
我國的高錳鋼研究起步晚于韓國，2014年，中國船舶團(tuán)體有限公司旗下江南造船(團(tuán)體)有限責(zé)任公司開始研制以鎳鋼為主屏壁的B型燃料艙，并同步進(jìn)行高錳鋼焊接和錳蒸氣對人體健康危害的研究。2016年，鞍鋼、舞鋼、首鋼等鋼企及鋼鐵研究總院、中國船舶團(tuán)體七二五研究所、北京科技大學(xué)、武漢科技大學(xué)等開展了高錳鋼的研發(fā)和應(yīng)用工作。2018年，七二五所聯(lián)合中國船級社(CCS)、鞍鋼、舞鋼等單位，在產(chǎn)業(yè)和信息化部立項(xiàng)開展LNG儲罐高錳奧氏體低溫鋼應(yīng)用性能研究。
高錳鋼全稱高錳奧氏體低溫鋼，是指錳含量為22.5%~25.5%，屈服強(qiáng)度不小于400兆帕，在環(huán)境溫度和工作溫度中保持奧氏體相的鋼。奧氏體相是鋼鐵一層片狀的顯微結(jié)構(gòu)，常見的奧氏體相金屬就是不銹鋼。高錳鋼并不是一個新的鋼種，早在1882年，英國的Robert Hadfield就發(fā)明了高錳鋼，高錳鋼具有良好的加工硬化能力和沖擊韌性，而且耐磨損，能夠在高沖擊負(fù)荷下安全可靠運(yùn)行，已應(yīng)用于冶金、采礦、鐵路、軍工等行業(yè)，比較典型的有高錳鋼制鐵軌和坦克的履帶等。
本錢上風(fēng)明顯、業(yè)界爭相研發(fā)推廣
職業(yè)健康安全環(huán)保(HSE)是船廠的頭等大事，在正式應(yīng)用高錳鋼之前，船廠相關(guān)的工程技術(shù)職員應(yīng)充分了解高錳鋼的切割、加工和焊接等作業(yè)可能帶來的職業(yè)健康隱患。
污染不收留忽視、應(yīng)用瓶頸有待打破
錳蒸氣在空氣中能很快氧化成灰色的一氧化錳及棕紅色的四氧化三錳等錳的氧化物煙塵。假如防護(hù)不良，錳蒸氣就會通過呼吸道進(jìn)進(jìn)人體，造成錳中毒，引起中毒者嚴(yán)重的器質(zhì)性病變。
高錳鋼應(yīng)用于LNG運(yùn)輸船與LNG動力船擁有明顯的本錢上風(fēng)，但與此同時，相比于目前通用的LNG承載材料，高錳鋼的表面應(yīng)力較大，切割有難度。采用目前的焊接方式，高錳鋼焊接后焊縫的強(qiáng)度會低于母材，輕易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷。此外，高錳鋼焊接對環(huán)境產(chǎn)生污染及對人體健康造成危害的一面更不收留忽視。
2020年，中國特鋼企業(yè)協(xié)會團(tuán)體正式發(fā)布《低溫壓力收留器用高錳奧氏體鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。2021年12月，CCS正式發(fā)布《高錳奧氏體低溫鋼應(yīng)用指南》。
由于錳蒸氣的危害巨大，而且中毒者以慢性中毒為主，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)往往其大腦已經(jīng)產(chǎn)生了不可逆的損壞，因此各國職業(yè)健康防護(hù)法規(guī)對錳在工作場所的含量有較為嚴(yán)格的規(guī)定。
高錳鋼中含有25%的錳，其切割和焊接中會產(chǎn)生大量的錳蒸氣，而錳蒸氣對人體的健康危害巨大。
然而，高錳鋼的規(guī)模化應(yīng)用還需要解決很多題目，如焊接難度大、錳蒸氣對環(huán)境的污染等，其中尤其值得關(guān)注的是錳蒸氣對人健康的危害。在高錳鋼切割和焊接作業(yè)過程中如何減少對操縱工人健康的危害，是在船舶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高錳鋼規(guī)模化應(yīng)用需要解決的重點(diǎn)題目。
近年來，業(yè)界開始研究將高錳鋼應(yīng)用于LNG船建造。一直以來，根據(jù)《國際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)則》(IGC Code)和《國際使用氣體或其他低閃點(diǎn)燃料船舶安全規(guī)則》(IGF Code)的要求，LNG儲罐只能用4種材質(zhì)：鎳合金鋼、不銹鋼、9鎳鋼和鋁合金。高錳鋼的出現(xiàn)擴(kuò)展了LNG儲罐的材質(zhì)選擇范圍，而且由于高錳鋼的本錢相較這4種金屬有了大幅降低，業(yè)界對高錳鋼大規(guī)模用于船舶建造寄予厚看。
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