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殷瓦材料M93因瓦合金在船舶建造中的應用 因瓦合金化學成分物理性能
隨著我國經濟的快速增長,對能源的需求也將越來越大。LNG作為一種清潔、高效、廉價的能源,已成為我國本世紀初開發利用的重點目標。大型LNG船是世界公認的高技術、高難度、高附加值的“三高”船,是世界民用船舶建造皇冠上的一顆明珠。目前世界上僅有日本、韓國、法國、芬蘭等少數幾個發達國家的船廠能夠建造該船舶,要成為世界造船強國,挑戰高技術、高難度、高附加值的LNG船舶建造,意義非凡。
液化天然氣船需保證具有在-163℃的條件下運輸液化天然氣的能力;船上貨物操控系統需能承受巨大溫度變化;液化天然氣在海上航行中自然揮發的天然氣還要經管路輸送到主機中燃燒。為此,特殊的液貨系統,特殊的主推進系統和船體結構長壽命的要求以及低溫鋼在船體結構上的大量使用,構成了LNG船的三大特點。
LNG船建造的核心是貨物圍護系統。該系統主要由絕熱絕緣層和其上的殷瓦材料保護薄膜構成。殷瓦材料(M93)有著特殊的物理化學性能和化學成分(見表1、表2),其熱膨脹率接近于零,在-196℃的工作環境下,現有的可選材料中它的綜合性能是最適合作為液化氣體運輸和儲存使用的金屬材料。殷瓦材料M93具有比中碳鋼更強的耐腐蝕性,但它不是不銹鋼,不能長期暴露在濕潤的空氣中。產品使用、儲存環境需保持濕度在60%以下,溫度在25℃左右,在生產過程中要避免直接接觸鐵質工具和模具,必須始終保持殷瓦材料的潔凈、干燥。由于其熱膨脹系數極低,在巨大的溫差變化時,其幾乎不發生變形,在溫度極低的環境下,依然保持良好的強度。
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表1?殷瓦材料M93的材料成分
C |
Si |
S |
P |
Mn |
Ni |
Fe |
≤0.04 |
≤0.25 |
≤0.0015 |
≤0.008 |
0.2-0.4 |
35-36.5 |
余量 |
表2?殷瓦材料的物理性能
0-180℃之間保證的熱膨脹系數 |
1.5±0.5×10-6/℃ |
密度 |
8.125(g/cm3) |
居里點 |
240℃ |
彈性模量20℃時 |
142000MPa |
楊氏模量-160℃時 |
136000MPa |
切變模量20℃時 |
57000MPa |
切變模量160℃時 |
52000MPa |
比熱20℃-196℃之間平均值 |
0.385J.G-1.K |
熱傳導20℃ |
0.147J.CM-1.S-1.K-1 |
熱傳導-160℃時 |
0.084J.CM-1.S-1.K-1 |
該材料屬進口船舶新材料,國內目前暫無該特種材料的生產廠家,因此盡快建立一套該材料的化學分析方法,嚴格把好材料驗收關,才能確保LNG船的建造質量。
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