中国的LNG市场正经历着一场前所未有的变革:随着国内液化天然气(LNG)需求的猛增,中国在2023年一举成为全世界最大的LNG进口国。然而,随之而来的安全与环境隐患不容忽视,特别是在极低温条件下,储罐材料的安全性成为了重中之重。
近年来,液化天然气作为清洁能源的铠甲,背后却隐藏着材料选择的重重难题。在-196℃的超低温度的环境下,LNG储罐不仅需要具备高强度,还需保持优异的冲击韧性。但是,传统的低温合金钢,尤其是9Ni钢,由于镍含量过高,其成本居高不下,仍然是行业中的一道“天花板”。
面对这一技艺瓶颈,东北大学数字钢铁全国重点实验室的刘振宇教授团队与湘钢、南钢等行业伙伴齐心协力,着眼于开发一种新型钼微合金化节镍钢——6.5NiMo钢。这种创新材料不仅解决了低温钢材在强度及韧性上的平衡,还大大降低了镍的成本,使得液化天然气的储运逐步迈向绿色与安全的新阶段。
在团队的十年耕耘中,刘振宇教授与他的研究团队不断尝试突破镍含量降低带来的低温条件下强度和韧性难以兼顾的技术瓶颈。借助“十三五重点研发计划”等国家和企业重点项目的支持,跨学科的人才汇集使得该团队得以深入探索超低温低成本容器用钢的基础理论和关键技术。
经过无数的试验,该团队经过分析与优化,研发出了含镍量为5.5wt.%~6.5wt.%的新型节镍型低温钢成分体系及制造工艺。与此同时,团队在母材中成功获得了数密度高达(2.15~2.60)×10²⁴/立方米、平均尺寸仅为1.73纳米~1.81纳米的富钼纳米B2共格析出相。这一创新的微观结构,极大提高了该新型合金钢的整体性能。
钼微合金化节镍钢的成功背后,是理论研究与实际生产的完美结合。在此过程中,树立起以技术探讨研究为核心的“产学研检用”协同创新模式,对于推动技术和产业的转型升级起到了积极促动作用。当前,刘教授团队致力于优化析出相的成分、尺寸和分布,以此来实现性能的全面提升,进一步扩展其应用广度。
这一过程中,柳教授及其团队面对纳米级析出物的表征难题时,坚持求变求新的信念,采用新技术及设备,克服了种种困难,实现了微观结构层面的有效调控,推动了技术的持续不断的发展。正是这种坚韧不拔的精神,使得研究成果愈发接近实际生产需求,真正服务于工业发展。
新型钼微合金化节镍钢不仅在技术上成功突破,更是一次黄金发展的机遇。在钢材生产企业的快速响应下,湘钢不仅生产出厚度为6毫米至50毫米的钼微合金化5.5Ni钢,还成功出口到“一带一路”沿线国家,为国内材料安全的同时,助力国际市场的开拓。
比如,南钢在国际上首次采用钼微合金化7Ni钢替代9Ni钢,制造了7.89万立方米的LNG船用储罐,直接将成本降低了2000元至3000元每吨,提升了储罐的安全性和稳定能力。这不只是一个项目的成功,而是一项技术的跨越式进步。
值得注意的是,刘振宇教授及其团队对于未来钢铁行业的展望充满信心。他们致力于逐步优化材料成分及制造工艺,通过持续的技术创新,逐步提升清洁能源用钢的安全性及经济性,努力推动钢铁行业向高质量、绿色化转型。
“我们不忘初心,致力于科学技术创新与产业高质量发展的有机结合,以科技助力清洁能源运输与储存的全面升级。”刘教授表示。面对此次液化天然气材料变革,团队不仅希望在国内打响品牌,更要将其推广至国际市场,助力全球能源的可持续发展。
在当前全球清洁能源的浪潮中,东北大学刘振宇教授团队的创新成果正如一颗璀璨明珠在华夏大地熠熠生辉。随技术的深入发展,这种新型节镍钢在液化天然气储运领域的推广与应用,必将推动钢铁行业和绿色能源的协同发展,为提升清洁能源的生产效率、减少环境影响贡献自己的一份力量。
在未来的道路上,科技力量将持续引领我们走向更安全、环保的明天,而这一切,都需每一个“科研人”的坚持与努力。返回搜狐,查看更加多