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不锈钢材料在船舶建造中的应用和发展趋势


时间:2018-10-12 10:53  来源:未知   作者:admin  点击:

1、中国船舶工业的运行情况

无锡不锈钢厂家-鑫晟荣不锈钢2018年10月12日讯  2008年1~9月,中国民用钢质船舶累计产量达1568.52万总吨,比2007年同期增长38.0%。

主流船型建造周期不断缩短。大连船舶重工集团公司建造的30万吨原油船(VLCC)和4250TEU集装箱船的水下建造周期分别缩短到38天和34天,上海外高桥造船公司建造的17.7万吨绿色环保型散货船平均生产周期260天,达到了国际同型船的建造水平。

高技术船舶建造取得突破, 承接船舶大型化趋势明显。2008年上半年,沪东中华造船(集团)有限公司建造的LNG船首制船成功交付;南通中远川崎船舶工程有限公司承接了8艘13350TEU超大型集装箱船;广州广船国际股份有限公司新承接4艘高速客滚船,标志着我国在高新技术船舶建造上又迈进了一大步。青岛北海船舶重工有限责任公司成功交付3万吨导管架下水专用驳船,结束了我国只能租用大型导管架下水驳船的历史,上海外高桥造船有限公司开工建造了国内首座3000米水深半潜钻井平台、中远船务工程有限公司承接了1座半潜式浮式采油平台,使我国海洋工程装备开发建造取得新的突破。

船舶承接大型化趋势更加明显。2008年上半年,新承接超大型油船(VLCC)16艘,占油船总量的94%;好望角型散货船47艘,占散货船总量的34%;5100TEU以上集装箱船14艘,占集装箱船总量52%,其中13350TEU集装箱船8艘。

受多种因素影响,承接新船订单市场份额有所下降。2008年上半年,在国际造船市场成交总量出现下调的情况下,我国承接新船订单市场份额有所下降。主要原因是前两年我国承接了较多的新船订单,绝大多数新兴船舶企业的船位趋于饱和;全球经济形势趋冷,贸易物流量下降,导致船市回调,2008年上半年全球新接订单比去年上半年下降幅度达30%,未来可能有较大幅度下滑。

在目前的经济形势下,中国船舶工业的发展对策是谨慎和积极的。我们要充分认识美欧的金融危机的影响,同时我们也要看到中国持续发展的前景。稳定而且规模巨大的内需市场为我们提供了生存发展的空间。中国船舶工业的企业通过不断的努力,在提高企业管理水平、提高产品技术附加值和技术创新、优化船型和经营模式等几个方面形成了自己的特点和优势,在多变的形势下,我们认为有风险,也有机遇,中国船舶工业有能力面对挑战和风险。

 

2、不锈钢材在造船生产中的使用情况

LNG、LPG以及不锈钢液货舱的化学品船建造量增加,使得船舶工业不锈钢用量大幅增加。

在过去普通船舶建造过程中,使用不锈材料主要是耐盐、耐酸的管系,其中包括泵和阀,另外有些船舶的装饰、舾装也用一些不锈钢薄板。总之由于工程技术和成本的原因,船舶工业不锈钢用量很少。近几年随着中国经济的高速发展,特别是广东、福建、浙江等省市的LNG项目的立项开工和中国石油石化工业进入新一轮的高速发展和产业升级时期,液体化工品运输业面临着良好的发展机遇,LNG、LPG和带有不锈钢液货舱的化学品船的制造,成为国内造船业新的热点,也给国内造船厂创造了建造高难度、高附加值LNG船舶的机会。随着沪东中华造船厂首条14.72万立方米LNG船的顺利交付,中国船舶工业打破了过去由日、欧、韩在LNG船舶建造方面的垄断,为我们赢得了批量的订单,也为国内不锈钢工业带来了新的机遇。

首条LNG船总长292米,型宽43.35米,型深26.25米,航速为19.5节,储存舱可容纳LNG14.72万立方米,是目前世界大型LNG船种。LNG储存量采用GT-NO96E-2薄膜型新技术(这项国际先进技术是由法国引进的)。沪东中华造船厂建造的第二艘LNG船也于近期交付使用。这两艘LNG船主要用于运输广东今后自澳大利亚进口的天然气。据悉,广东LNG项目将来还要订购多艘LNG运输船。

LNG船是目前天然气国际贸易中海运所采用的惟一长途运输办法,即在零下163℃的低温条件下将天然气由气态转变为液态,装进LNG船的储存舱内进行长途海运。LNG船运到目的地的陆上后,与LNG接收站连接,将LNG重新气化,再进入管道送给用户消费。这是一项新技术项目,造价较高,例如一艘14万立方米级容量的LNG船的造价接近1.7亿美元,几乎相当于一艘26万吨级油轮造价的2倍。LNG船是一种高附加值船种,目前世界上有能力建造LNG船的国家主要有法国、德国、日本、韩国和西班牙等国。我国船厂具备LNG船制造能力,标志着我国造船工业水平上了一个新台阶。

近年来,我国的天然气消费量和进口量迅速扩大,美国、日本和韩国也都计划要扩大天然气的进口量。据预测,到2010年,全世界在液化天然气领域的投资额将达到1000亿美元,其中包括建造LNG运输船,天然气陆地和海洋勘探、开采、生产平台设备,LNG陆地接收站整套设施,管道铺设等,钢材消费量较大。我国现在除广东省外,福建省、浙江省、江苏省和山东省等沿海省市都在规划LNG项目,所以与LNG项目相关的LNG运输船、陆地接收站配套设施及管线建设等,将形成一块新的钢材需求市场板块。

下面介绍一下LNG、LPG和带有不锈钢液货舱的化学品船的不锈钢材使用情况。

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2.1沪东中华LNG船

目前该厂建造薄膜型LNG船,主要使用奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和镍基合金INVAR钢(译音:因瓦钢)。前者主要用于液货舱穹顶结构;后者因其极低的膨胀系数主要用于液货舱护围系统。表1为该厂2008年上述两种材料的使用情况。

攻克因瓦钢焊接难题,是沪东中华在这场持久战中所经历的众多硬仗中最有代表性的一仗。业内普遍认为,因瓦钢焊接工程突出地表现了LNG船建造工艺的复杂性和高难度。一艘14.7万立方米LNG船,全船的因瓦钢焊缝长度近130公里,按照规定,所有焊缝不能有丝毫的泄漏。

更棘手的是,LNG船上绝大部分因瓦钢的厚度仅0.7毫米,因瓦焊接所涉及到的工艺、板材、焊接材料和自动焊焊机全部为国内首次使用,其中仅焊接新工艺数量就多达好几百项,每一项新工艺平均又有5个关键参数需要确定。而所有的这一切,连向国外购买都没有可能,惟有依靠自行摸索。

经过无数次的试验和探索,2006年2月,沪东中华终于基本掌握了这一关键技术。据不完全统计,沪东中华为此累计制订完成的焊接新工艺达到234项,创新的工艺数量占到了沪东中华原有焊接工艺的46%,其中仅参数整理就累计超过了1000项。

2.2江南造船厂LNG、LPG罐

目前在该厂制造的LNG船和LPG船的罐体中使用不锈合金材料的情况,见表2~6。
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该材料为10~50mm轧制钢板,每一船(套)所需数量约500吨左右。因国内304L不锈钢强度达不到550MPa以上的要求,目前是从德国进口。

表3~6为LPG船罐体用材料的化学成分及力学性能。

上述两种材料主要用于江南造船厂生产的LPG船罐体,为10~50mm轧制钢板,每一船(套)所需数量约500吨,2007年共生产了6船(套)。

12Ni19(DIN标准)即5%Ni钢,目前也是从德国进口。国内部分钢厂正在试制(包括9%Ni钢),江南重工也正在和钢铁研究总院一起协助钢厂试制5%Ni钢及9%Ni钢,力争该材料的国产化。

除了上述LNG和LPG船体结构中所使用的不锈钢及镍基合金板材之外,沪东中华在建的LNG船中使用的不锈钢管材较多,主要牌号有SUS316L等,为太原钢铁公司的产品。此外其他类型船舶和海洋工程装备也都会使用不锈钢和镍基耐腐蚀合金材料的管子及配件。

2.3川东造船厂不锈钢化学品船

前几年,川东厂用的都是304、316L型不锈钢板材,这些都是奥氏体不锈钢,而自从太钢自主研制成功2205型双相不锈钢后,这一新钢种经过生产检验后,迅速得到了船厂和船东的广泛认可。

从川东厂新承接的订单来看,除1艘3450载重吨的化学品船外,其他都是采用2205型双相不锈钢。这种不锈钢的性价比很高,虽然价格较奥氏体不锈钢板材高了一些,但强度却比奥氏体钢高约两倍。据测算,建造一艘9000多吨的船仅需这种不锈钢600多吨。这减少了不锈钢的用量,减轻了船舶自重,从而增大了船舶自身的承载能力,而且,用这种不锈钢建造的液货舱,其耐腐蚀能力也得到了提升。

 

3、船舶企业对不锈钢材生产企业的希望和要求

⑴ 首先要以提高本土化配套能力为出发点,提高船舶和钢铁工业经济效益。造船所用的钢材有许多特种钢,有的尽管数量不多,但技术含量很高。造船与钢铁行业要紧密结合,光靠船厂或仅靠钢厂努力都不行,船厂应根据造船的要求积极主动与钢厂合作共同研发创新,实现产业协同发展,产生上下游产业连动的耦合效应。希望中国钢厂能够为中国造船工业提供更优质更充裕的钢材。

⑵ 在合金钢材的生产研发过程中,特别要重视焊接技术、工艺、专用装备的配套研发。材料的可焊性直接影响到船舶建造的效率、质量。前面讲的沪东中华LNG船,全船的因瓦钢焊缝长度近130公里,新工艺达到234项,创新的工艺数量占到了沪东中华原有焊接工艺的46%,参数整理就累计超过了1000项。这些工作都在船厂做,都在签定造船合同后做,实在是难以想象,风险和困难巨大,希望钢厂的朋友们能和我们共同承担。

⑶ 希望造船企业与钢铁企业能够在共同发展的道路上长久合作,共担风险,实现双赢。


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