我国已形成具有自主知识产权的高锰钢LNG储罐材料体系，打破了国外在LNG储罐低成本材料方面的技术壁垒。

我国应大力追赶高锰钢船用研究国际先进水平，尽快形成相关产业体系和供应链，以避免在未来竞争中处于被动地位。

近日，一则韩国将高锰钢制造液化天然气（LNG）燃料罐应用于超大型油船（VLCC）上的消息吸引了业界眼球。业内人士表示，这一事件预示着市场火爆、前景乐观的LNG运输船与LNG动力船市场将迎来新的竞争元素，并进一步推动该市场的竞争进入白热化阶段。

记者了解到，我国虽然对高锰钢船用的研究晚于韩国，但目前也取得了显著进展，多个项目正在紧锣密鼓地进行中，有的成果已经取得船级社认证并进入实船应用阶段。有专家表示，高锰钢这一低温材料成本相对低廉，其船用情况或将决定未来市场广阔的LNG运输船与LNG动力船的市场格局。我国船舶工业应加快进行高锰钢船用研究，大力追赶国际先进水平，尽快形成相关产业体系和供应链，以避免在未来竞争中处于被动地位。

快步紧跟

近年来，由于国际社会对环保的要求越来越高，船舶的低碳化转型特别是LNG动力船市场需求一直呈明显上升态势。仅今年上半年，LNG运输船新船投资就已超往年全年水平，同时，随着俄乌冲突的持续，LNG运输船新船市场或将再次迎来高峰。而作为在未来几年主导船舶绿色转型的LNG动力船的势头则更猛，有数据显示，至2030年，LNG动力船的数量可能超过4000艘。正是看到其广阔前景，各主要造船国家围绕其材料、设备、建造工艺等展开激烈竞争，高锰钢在LNG储罐上的应用就是其中最热门的领域之一。

我国高锰钢研究相关人员表示，高锰钢的船用研究已经成为目前名副其实的市场热点。其中，韩国的高锰钢船舶应用研究与实践走在了前面，截至目前，韩国至少在3种船型上应用了高锰钢。一是2018年韩国现代尾浦造船交付的5万吨散货船装备了高锰钢LNG储罐（Type C型），这也是全球首次将高锰钢用于船舶；二是2021年大宇造船海洋建造的23000TEU集装箱船的LNG燃料舱（Type B型）采用了高锰钢建造；三是今年6月，大宇造船海洋和浦项制铁将高锰钢LNG燃料罐（Type C型）用于VLCC。我国从2014年涉足高锰钢船用领域，自2018年开始开展高锰钢研发和应用工作，目前已在高锰钢钢板、焊材、LNG储罐等的研发方面取得显著进展。

据了解， 2018年，由中国船舶集团有限公司旗下七二五所牵头，联合中国船级社（CCS）、舞阳钢铁有限责任公司、鞍钢股份有限公司、荆门宏图特种飞行器制造有限公司、钢铁研究总院、哈尔滨工程大学、东北大学、四川大西洋焊接材料股份有限公司等，开展了高锰钢LNG储罐低温材料研制及国产化研究。经过3年艰苦的技术攻关，研发项目组突破了多项关键技术，形成了具有自主知识产权的高锰钢LNG储罐材料体系，打破了国外在LNG储罐低成本材料方面的技术壁垒。

基于高锰奥氏体钢冶炼与轧制工艺优化，通过多批次钢板试制生产，研发项目组解决了高锰钢纵横向力学性能差异大及低温韧性稳定性差等技术难题。目前，舞钢、鞍钢已实现多种规格高锰钢连铸生产，材料的性能达到国际先进水平。基于高锰奥氏体强韧化机理的成分设计技术，七二五所成功研制出高锰钢配套手工焊条、埋弧焊材、氩弧焊丝、气保焊丝等，其焊接接头强韧性匹配良好，获得CCS、美国船级社（ABS）工厂型式认可证书，DNV、法国船级社（BV）、英国劳氏船级社（LR）的认证试验也已完成。荆门宏图公司建造了4个高锰钢LNG储罐，其中的5立方米燃料罐已用于小型LNG燃料动力船，实现了高锰钢储罐在国内的首次船舶应用。

差距多大

虽然我国在高锰钢船用研究方面取得显著进展，但在该领域研究时间更长的韩国无疑走在世界最前面。近年来，韩国造船业一直将在高技术船舶领域攻城略地并拥有相对成本优势的中国造船业视为强劲对手，并在保持原有技术优势的基础上极力降低自身成本，特别在前景广阔的LNG动力船领域，更是早早布局，自2010年就开展高锰钢船用研究。

高锰钢具有较高塑韧性和良好的低温适应性，较9%镍钢、不锈钢、铝合金等传统LNG储罐材料具有显著的成本优势，是制作LNG储罐的理想材料。根据韩国产业技术评价院的数据，与铝合金相比，高锰钢材料单价仅为53%，焊接成本为9%，材料用量仅为167%，总成本仅为56%；与9%镍钢相比，高锰钢的经济性更要高出4倍。正是看到高锰钢的“物美价廉”，早在2010年11月，韩国浦项制铁、大宇造船海洋就联合ABS、BV、DNV、韩国船级社（KR）、LR等启动了“超低温用高锰钢及焊接材料共同开发”项目。产品开发成功后，于2014年通过韩国国家技术标准院认证。韩国随后制定了低温压力容器用高锰钢板、高锰钢用电弧焊条、高锰钢用电焊药芯焊丝、高锰钢用埋弧焊丝和焊剂等的一系列新标准。

高锰钢船用的转折点出现在2018年。这一年，韩国推动国际海事组织（IMO）出台了《经修订的用于低温环境的高锰奥氏体钢应用临时指南》，明确高锰钢是能够用作承载LNG的低温钢，同意高锰钢应用于LNG运输船和LNG动力船的液货舱和燃料舱。这让高锰钢的市场前景一下子变得广阔和乐观起来，并使韩国多年来研发的一系列产品、工艺等迎来了大显身手的机会。随后的几年时间里，韩国先后在散货船、集装箱船、VLCC的LNG燃料罐制造中应用了高锰钢，燃料罐的体积也从最初的500立方米扩大到18000立方米。有消息人士表示，前年韩国大宇造船海洋在竞争德国赫伯罗特23000TEU集装箱船订单时的报价远低于中国船企，其中最重要的原因就是低成本高锰钢的应用。韩国造船业界人士则认为，通过高锰钢的大量生产，韩国未来不仅将确保在该领域的价格竞争力，而且有可能实现大型LNG货物围护系统制造技术的自主化。

中国船舶集团旗下江南造船（集团）有限责任公司科技委主任胡可一表示，高锰钢材料价格确实比目前LNG储罐应用最多的材料9%镍钢低得多，不过高锰钢的船用还需要一些其他基础投入。比如，采用目前国内的焊接方式和焊接材料，高锰钢焊接后焊缝的低温冲击韧性较差，特别是菱形液舱的薄板结构焊接容易出现缺陷，所以还需要进一步改进焊材的性能并研发应用新的焊接方法；劳动防护成本也不低，由于高锰钢焊接对环境产生污染及对人体健康会造成危害，船厂需要购置应用诸如通风设备、粉尘测量仪、个人防护面具等防护设备。这样算下来，高锰钢船用的经济性就打了折扣。他认为，高锰钢综合应用成本比9%镍钢低15%~20%左右，按照18000立方米LNG储罐计算，应用高锰钢可比9%镍钢便宜200万美元左右。对于高锰钢未来是否可能在其他低温储罐上应用并达到成本下降的效果，胡可一表示，目前，IMO仅明确了高锰钢适用于LNG装载，而对低于LNG装载温度的货品是否适用尚无相关法规。

业内专家分析认为，韩国造船业在LNG运输船与LNG动力船建造领域的市场份额一直位于全球第一，而其高锰钢成功应用于船舶的技术，是否将进一步强化韩国造船业在这一领域的优势，值得我国造船业高度关注。

未来可期

据了解，目前，我国相关单位通过近几年的研发攻关，不仅在高锰钢产品研发等方面取得显著进展，而且在高锰钢应用性能评价方面建立了一套体系与方法，这为我国高锰钢船用的可持续研究与发展创造了重要条件，也为我国在该领域实现突破与赶超增加了可能。

七二五所研究员霍光瑞介绍，以前，高锰钢性能数据均引自韩国相关研究结果，国内并未掌握其实际性能水平，在零下165摄氏度低温条件下钢板及焊接接头是否出现脆性倾向、止裂性能及抗断性能是否满足要求等均无数据支撑。“因此，如何建立有效的低温试验技术体系来客观评价实际使用条件下高锰钢的止裂性能及抗断性能，对于高锰钢储罐的研发及应用的安全可靠性具有重要意义。”他表示。

近年来，七二五所通过大量试验完成了零下165摄氏度温度场构建，在国内首次建立了高锰钢零下165摄氏度超低温止裂、缺口宽板拉伸、疲劳等服役性能试验评价方法，通过对高锰钢静强度性能、抗断性能、止裂性能、耐疲劳性能的系统研究，确定高锰钢实际应用性能表征参量，建立了高锰钢超低温服役环境性能评价体系，填补了国内空白。目前，舞钢、南钢已在七二五所采用该评价方法完成了低温性能评价，并取得了船级社认证证书，鞍钢则正在采用该评价方法进行高锰钢船级社认证试验。业内人士表示，这套评价体系对高锰钢应用于船舶LNG储罐，甚至应用于更多类型低温储罐具有重要意义。

据了解，我国目前已经解决应用高锰钢建造小型C型LNG储罐的全部技术问题，并进入实船应用阶段，建造较大型C型LNG储罐的技术也已基本掌握，而对于大型B型LNG储罐（舱）还需针对其薄板结构特点开展高锰钢适应性相关研究。

焊材方面，虽然我国相关单位已研发出系列焊材产品，但有船厂人士表示，在韩国焊材厂家迫于本国船厂压力不同意出口焊材的情况下，国产焊材与不同高锰钢之间的匹配度以及性能稳定性的改善工作迫在眉睫。

高锰钢低温储罐制造方面，各船厂还需根据自身技术储备及能力不同，开展高锰钢液罐建造工艺研究，如焊接工艺、钢板冷热加工和变形控制工艺等，从而形成自己的建造工艺规范。此外，处理好高锰钢焊接过程中产生的锰蒸气，也是一个重大课题。锰蒸气通过人体呼吸道进入人体后，可引发锰中毒，对人体造成严重的健康损害。如何在高锰钢切割和焊接作业中对施工人员进行有效的健康保护，也需要船厂等相关单位参照相关的国际健康标准进行研究与测试，并进行相应的基础投入。

目前，国内已有多家船厂正在开展高锰钢LNG储罐建造及相关劳动防护测试等工作，其中包括江南造船、中集太平洋海工、招商局金陵鼎衡船舶等。

业内人士表示，高锰钢在船舶低温储罐上的应用已成为行业热点，而且受到我国相关部门的高度重视与支持。相信在国家相关部门支持下，已经取得显著成绩的我国高锰钢船用研究事业会快速跟进国际先进水平，从而推动我国造船业在重要的LNG运输船与LNG动力船市场，甚至在更多使用低温储罐的船舶市场提升竞争力，掌握主动权。