中韩造船巅峰对决:关键就在这颗“皇冠上的明珠”

2023-02-20 08:27:24 作者: 中韩造船巅峰

LNG,即零下163℃的液态天然气,长途运输过程中首先需要保持其低温状态,同时对液货舱的密闭性要求极高,一旦泄漏将使船体钢板脆裂,如果液化天然气从裂缝漏出迅速汽化,顷刻就会爆炸。17万立方米的液化天然气同时爆炸,释放的能量相当于32.3万吨TNT烈性炸药。围护系统的目的便是确保液货舱的隔热性与密闭性,作用类似于接触沸水的暖壶内胆。

大型LNG船的围护系统主要采用薄膜技术,以NO与MARK两条技术路线为主,采用不同的原材料与工艺。两项薄膜技术均发轫于上世纪六十年代初,原本分别由两家法国公司掌握,上个世纪九十年代中期,两家公司合并为GTT公司,垄断LNG船围护系统薄膜技术。

以NO 96型薄膜技术为例,其需要在船体内先铺设一层绝缘箱,再铺设一层殷瓦钢,完成密封性检测后再在其内部铺设一层绝缘箱,然后是第二层殷瓦钢,形成两层绝缘箱,两层殷瓦钢的结构。直接接触LNG的殷瓦钢的材料是含镍36%的钢材,热膨胀系数极低,从常温降至零下163℃几乎不会收缩、变形。“LNG船铺设的殷瓦钢绝大多数情况下仅有0.7毫米,我们通常将其与纸张的厚度类比,这对焊接技术提出较高要求,不能出现漏点。”黄华兵介绍说,围护系统建造难度主要体现在焊接,类似于在宣纸上施工。

一艘大型LNG船的围护系统共有150公里长的焊缝,其中90%采用自动焊接技术,余下10%需要手工焊接。培训一名合格的焊工平均需要三个月,至少再工作一年才会成为一名比较熟练的焊工。

2021年6月2日,江苏连云港经济技术开发区的连云港中远海运特种装备制造有限公司生产车间,工人正在安装、调试LNG罐箱智能生产线。图/中新

2021年6月2日,江苏连云港经济技术开发区的连云港中远海运特种装备制造有限公司生产车间,工人正在安装、调试LNG罐箱智能生产线。图/中新

如今,只有当一家船厂完成围护系统模拟舱建设,并且获得GTT公司认证、颁证,才会被认为获得进入大型LNG船市场的“入场券”。国内船厂突围LNG船,自然也绕不开GTT公司。

上世纪90年代末,GTT公司曾到中国推广薄膜技术,拜访众多国内船厂。GTT公司与船厂的合作模式是只提供图纸和检验服务,不提供任何围护系统实物部件,船厂需要向GTT公司认可的合格供应商采购部件,再被收取每艘船造价5%的专利费。柳卫东坦言,当时国内船厂难以在理念上接受这一合作模式,逐步才意识到建造大型LNG船无法绕开GTT公司的薄膜技术。另一条技术路线是MOSS型,即球罐型LNG船,虽然专利费用较低,但是如果想达到与薄膜型LNG船相同的舱容和能耗,造价更高。

先于韩国船厂进入LNG船市场的日本船厂,在 2000年以后仍以球罐型LNG船为主要产品,随着薄膜型LNG船优势显现,以及日本劳动力成本上升,日本船厂在21世纪的第一个十年中逐步被挤出LNG船市场。

1997年沪东中华便展开LNG船建造的前期调研。“当时连LNG船的样子都不知道,通过梳理资料,拜访国外船厂、船级社逐渐接触LNG船。”黄华兵介绍,真正迈出实质性的一步是在2001年年中,在GTT公司代表的指导下,沪东中华建成首个围护系统模拟舱。

2004年,沪东中华中标广东LNG项目,这是国内首个液化天然气项目,也是首次招标LNG船。2008年4月,沪东中华交付14.7万立方米的LNG船“大鹏昊”,成为国内船厂建造的首艘LNG船。沪东中华的第一代LNG船的设计和建造,都有法国大西洋船厂的技术合作。

“沪东中华当时不具备独立设计能力,只能与法国大西洋船厂合作,从船型选型开始对方便给予很多技术支持。”黄华兵回忆,当年沪东中华的设计人员在法国的出差时间通常在半年以上,与大西洋船厂联合设计。除去联合设计,在后续工艺编制、安装调试,甚至试航环节都有大西洋船厂的工作人员参与。

从第二代LNG船开始,沪东中华便开始自主研发设计,经过船型、主机、围护系统等方面的几轮升级,2022年沪东中华开工建造的LNG船“长恒系列”已是第五代。作为LNG船重要技术指标的蒸发率已经从第一代的每日0.15%下降至第五代的每日0.085%。

14年里,沪东中华成为国内唯一进入大型LNG船领域的船厂。

中国船舶沪东中华围护系统部员工在检查液货舱殷瓦钢焊接密性。

  中国船舶沪东中华围护系统部员工在检查液货舱殷瓦钢焊接密性。

“一家独大”背后的暗战

其实在上世纪90年代末,希望进入LNG船领域的国内船厂不止沪东中华一家。

当年,参与广东项目首艘LNG船招标的船厂除了沪东中华,还有江南造船和上海外高桥造船有限公司(下称“外高桥”)组成的联合体。而这次招标的结果,直接奠定了此后近20年LNG船领域沪东中华在国内船厂中“一家独大”的格局。

当时江南造船厂还位于上海南浦大桥上游,LNG船建造完成后无法通过南浦大桥,因此选择与成立不久的外高桥合作。“时任江南造船董事长陈金海兼任外高桥董事长,当时外高桥连散货船也没有交付记录,相当于小学生参加高考。”柳卫东半开玩笑地说。

江南造船与外高桥联合体的信心来源于投标时便选择了薄膜型技术路线,而当年标书明确的招标对象是薄膜型LNG船。但沪东中华最终中标广东项目的三艘LNG船。

广东项目之后,2003年获批立项的福建项目两艘LNG船开启招标。这一次,江南造船投标时更换技术路线,与芬兰马萨船厂合作,引进其球罐型技术。“当时对于拿下福建项目标的比较有信心,认为中国LNG船技术路线不能限于薄膜型,这也有利于降低对国外某项技术专利的依赖。”江南造船一位参与当年招标的负责人回忆说,但是当时广东与福建项目背后的船东同是中国组建的第一家LNG船航运公司CLNG,同一船东自然不愿操作两种船型,倾向于选择薄膜型LNG船。