X7Ni9鋼制LNG運輸船液貨艙焊接工藝及應用

(1.武漢一冶鋼結構有限責任公司,武漢 430080；2.武漢大學 動力與機械學院,武漢 430072；3.湖北錦翔能源工程有限公司,武漢 430074)

0 引言

液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)是目前公認的高效清潔能源之一，隨著LNG工業和民用需求量[1-2]的不斷增加，國內大力推進LNG儲運設備及儲罐用9%Ni鋼[3]的國產化與應用。在儲存領域，隨著大型LNG儲罐技術[4]的不斷發展，陸用固定式大型LNG儲罐[5]已建成較多；在運輸領域，近年來用于遠洋運輸的LNG運輸船建造發展迅猛，其關鍵設備是儲存LNG的低溫液貨艙(運輸船裝載液體貨物的容器)。LNG運輸船液貨艙有多種形式，根據其結構形式和選材，目前LNG運輸船的C形艙主要采用低溫鋼建造。9%Ni鋼在-196 ℃具有良好的韌性和較高的強度，是實現LNG運輸船液貨艙大容積化和輕量化的首選材料。

歐美及日韓等國家發展9%Ni鋼已有幾十年的歷史[6]，我國近幾年才實現9%Ni鋼[7]的國產化并納入相關國家標準。9%Ni鋼在EN 10028-4[8]中的牌號為X7Ni9，首次應用于建造國內LNG船液貨艙。本文采用不同合金系的鎳基焊材匹配國產X7Ni9同種鋼及其與S30408異種鋼接頭，進行焊接工藝試驗及性能分析，根據試驗結果，選擇Ni-Cr-Fe系焊接材料應用于國內首艘雙燃料30 000 m3LNG運輸船項目，取得較好的應用效果。

1 X7Ni9鋼化學成分及力學性能

X7Ni9鋼經淬火+回火調質熱處理，獲得了以回火板條狀馬氏體為主的組織，在馬氏體基體內部還分布著一定量的逆轉變奧氏體[9]和殘余奧氏體，因此既有高的強度，又具有良好的低溫韌性。

9%Ni鋼的化學成分和力學性能與各國標準比較如表1，2所示,表中實物值是南鋼產17 mm厚的X7Ni9鋼板。……