大型液化天然气船关键技术研究

【科技日报】

课题描述：大型液化天然气船关键技术研究

点评专家：周建能沪东中华造船（集团）有限公司总经理大型液化天然气船（LNG船）是当前国际造船界公认的“船舶建造皇冠上的明珠”，是技术密集、资金密集、劳动力密集的高风险船舶。LNG船技术要求极高，涉及的领域几乎都是专利技术，即使日、韩船厂建造的LNG船采用的仍然是欧洲的专利技术。目前世界上仅有韩国、日本、欧洲少数船厂能够建造。

“十五”科技攻关课题“大型液化天然气船关键技术研究”取得了一系列技术成果，实现了实船建造，标志我国已成功进入世界尖端的造船技术领域，增强了我国船舶工业在国际市场上的竞争力，为我国造船业做大做强创造了重要条件。

攻克特殊焊接技术

液货舱是LNG船的核心。147210立方米的LNG船全船的殷瓦钢（Invar钢，不膨胀钢）焊缝长度达到130公里，大部分殷瓦钢的厚度只有0.7mm，所有焊缝不能有丝毫的泄漏，一旦有一个点出现焊接质量问题，将导致相邻的一大片殷瓦板的更换和重新焊接，一个泄漏点返修工时至少要1000小时。

焊接工艺包括手工焊和自动焊两大部分，它所涉及到的板材为国内首次使用的殷瓦钢，涉及到的焊接材料为国内首次使用的专用焊材M93，涉及的自动焊焊机同样为国内首次使用。殷瓦钢的焊接技术成为LNG船建造必须攻克的技术关键。

“自2004年9月正式承接LNG船以来，公司投入了大量的人力、物力进行焊接工艺的攻关。为了找到恰当的焊接参数，科技人员针对每一项工艺进行摸索和研究。每一项工艺有5个关键参数需确定，到目前共整理了约920项参数，探索出一套比较完整的规律，得到了GTT专利公司和船级社的联合认可和好评。”沪东中华造船（集团）有限公司总经理周建能说。

专家点评：

特殊的焊接工艺和高质量的焊接，要求只有非常熟练的、高水平的专家级焊工才能胜任。沪东中华公司建立专门的焊接培训工场来培训焊工。通过培训的焊工目前已经投入低温管和泵塔制造的焊接工作，其焊缝的无损探伤合格率达到了100%，得到了船东和船级社的首肯，公司的焊接技术水平也登上了一个崭新的台阶。

建立第一条绝缘箱生产线

LNG船装载的货物是温度为－163℃的液化天然气，通过全船安装的二层绝缘箱使液化天然气和船体保持绝缘。在147210立方米的LNG船上，需要1100多种不同类型的绝缘箱55000只，箱子的精度必须控制在0.5mm公差范围内。绝缘箱是LNG船上的关键部件，只能通过建立一条可靠的高精度的生产线才能保证其质量。

“在国内没有先例的情况下，为建设LNG船绝缘箱流水线，科技人员进行了周密的论证和技术分析工作，最后采取部分引进关键设备、部分采用国内设备的生产流程和制造工艺。”周建能说。

现在，我国第一条绝缘箱生产流水线已经投产，月产量达到设计要求，满足了LNG首制船的生产需要，绝缘箱制造质量获得GTT 公司认可，为日后扩大生产流水线和实现国产化提供了可靠的技术保证。专家点评：

课题组突破LNG船建造的核心技术，逐步形成LNG船的系列船型，为我国建设一支LNG运输船队，实施天然气能源战略做出重大贡献。同时，LNG船是高技术、高附加值的特种船舶，每艘船造价约1.9亿美元，批量建造可为国家创造巨大的经济效益。

突破殷瓦预制件加工难关

殷瓦预制件是LNG船的重要部件，是薄膜和船体相连接的连接件，它包括殷瓦管、殷瓦三面体和其他殷瓦小零件，以往建造散货船、油船、集装箱船时都没有这种部件。而在LNG船上，殷瓦管和殷瓦三面体约有400只，殷瓦小零件60000只，所有这些殷瓦预制件的生产不仅有量的要求，还有严格的精度控制要求，建造LNG船必须攻关解决这些关键零件的加工技术。

课题组专家编制了专用的质量控制程序和生产作业指导书，对殷瓦部件制作全过程进行了规范，制订了设备操作规程，对加工车间采取恒温措施，控制空气中的湿度，保证加工的环境。

通过技术攻关，课题组不仅攻克了殷瓦管的制作难题，还攻克了“殷瓦三面体”高难度部件的制作，部件的提交合格率达到100%%，得到了船级社、船东的好评和认可。

专家点评：

通过LNG船设计、建造中的自主创新，打破少数造船大国在LNG 船上的技术垄断局面，逐步形成能与日、韩相抗衡的能力，大幅提高了我国造船工业的整体水平，使我国成为世界LNG船的建造中心之一。

自制LNG船液货进出泵塔

泵塔是LNG船上液货进出的重要通道，也是人员进入液货舱的通道，15万立方米级LNG船的泵塔高度达27米，三角桅形式。由于泵塔部件直接接触液化天然气，工作温度都将达到零下163℃，整个泵塔几乎都由不锈钢管子制作而成，它的制造工艺、焊接质量、焊接精度控制等是需要重点攻克的技术难关。为实现泵塔的国产化，课题组决定自主建造。

沪东中华公司添置了低温试验设备，进行了大量的焊接工艺摸底试验。同时，公司对焊工进行了71人次的培训，每人次的培训时间长达3个月，如此大规模、高水平的培训是前所未有的。目前在泵塔制造中使用的TIG焊、焊条电弧焊、MIG焊等焊接工艺都成功通过测试，其焊缝的无损探伤合格率全部达到100%，得到船东和船级社的首肯。

专家点评：

LNG船项目是一个综合性、跨行业的系统工程，涉及到冶金、机械、化工、能源、材料科学等众多领域。沪东中华公司目前建造的LNG首制船的船用配套材料，如殷瓦钢、殷瓦管、绝缘箱板，配

套设备如双燃料主机、超低温泵、超低温阀、超低温不锈钢配件、超低温检测仪和计量仪等，需求量很大，但限于国内技术水平，这些产品只能依靠进口。

在“十一五”期间，由于我国需要批量建造LNG船，因此无论从经济角度还是从造船工业技术进步角度，LNG船建造国产化都十分重要，也非常迫切。LNG船项目的实施对推动我国超低温领域的材料、机械等的发展具有非常巨大的作用，并由此带动国内相关领域的技术进步，对我国经济和综合国力的发展具有非常现实的意义。

■攻关动态

发布者：国家科技攻关计划网站

发布时间：2006年11月20日

我“十五”纳米攻关成果显著

医生面对骨折病人通常用钛合金作支架连接断骨，待病人痊愈后再手术取出支架。如今“十五”国家科技攻关计划“纳米材料技术及应用开发”项目研制出“纳米磷灰石类骨晶体/聚酰胺复合生物活性硬组织修复制品”替代钛合金支架。这种人工骨同人骨成分接近，能同人骨生长在一起，无毒性、不溶血、无过敏、不用取出，免除了病人二次手术的痛苦。目前这种修复体已获得国家药监局批准，所建生产线年生产能力超过1000公斤。

项目所属的课题总体上取得了很大进展，部分攻关工作获得突破，达到国际先进或领先水平。截止到今年8月，共获专利172项，其中国外发明专利7项，国内发明专利153项；制定了7项国家标准；发表研究报告426篇（其中国外期刊论文136篇）；培养博士后23人、博士110人、硕士198人；成果转让31项，转让收入5060万元，成果创产值7.77亿元，创利税1.9亿元；获得国家级奖励3项，其中国家技术发明一等奖1项、国家科学技术进步二等奖1项。

该项目对国民经济和社会发展重大需求，研制并提供了一批关键材料和技术；在生物医药、能源与环境和电力电子等高新技术领域取得了若干具有自主知识产权的核心技术。