{首页主词},&

史上最難焊接材料之一：殷瓦鋼，中國只有極少人掌握其焊接技術

2021-10-29 17:20:32 作者：金屬加工來源：金屬加工分享至：

液化天然氣（LNG）船被喻為造船業“皇冠上的明珠”，目前全球只有中、美、韓等國少數幾個造船廠能建造LNG船，所以建造LNG船也是一個國家制造業水平的最好證明。

LNG船建造難度最高的就是儲存倉，儲存倉所使用的特殊材料是殷瓦鋼，而殷瓦鋼的焊接普通人很少聽說過，只是偶爾能從新聞里聽到這個詞，甚至在焊工界也一直是個神秘的傳說。直到2005年，我國才有了第一批16個掌握這項焊接技術的工人。

何為殷瓦焊接技術

首先，我們通過視頻來了解下殷瓦焊接技術以及為何殷瓦焊接技術只有少數人掌握。

視頻資料，建議WiFi觀看

殷瓦合金

殷瓦合金，是1896年法國物理學家C.E.Guialme發現的一種奇妙的合金，這種合金在磁性溫度即居里點附近熱膨脹系數顯著減少，出現所謂反常熱膨脹現象，從而可以在室溫附近很寬的溫度范圍內，或很小的甚至接近零的膨脹系數，呈面心立方結構，其牌號為4J36，中文名為殷瓦鋼，英文名字叫 invar，意思是體積不變。

圖片來自寶鋼特鋼

因瓦效應

一般來說，絕大多數金屬和合金都是在受熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，它們的熱膨脹系數呈線性增大，但是元素周期表中的鐵、鎳、鈷等過渡族元素組成的某些合金，由于它們的鐵磁性，在一定的溫度范圍內，熱膨脹不符合正常的膨脹規律，具有因瓦效應的反常熱膨脹。例如，4J36因瓦合金在居里點以上的熱膨脹與一般合金相似，但在居里點以下形成反常熱膨脹。試驗表明，它的機理與化學成分及磁性有關。它在一定范圍的線膨脹系數是由低膨脹和高膨脹兩部分組成，含鎳量在一定范圍內的增減會引起鐵、鎳合金線膨脹系數的急劇變化。當合金中鎳的含量趨近于36%時，合金熱膨脹系數最低，從而可獲得低到接近零值甚至負值的熱膨脹系數。合金在居里溫度以上（230℃）失去了磁性，膨脹系數變大，而在居里點附近熱脹系數比正常的系數小，出現所謂的“負反常”現象。

殷瓦鋼特性

殷瓦鋼的特殊性質決定了它是船舶工業中制造大型LNG船舶必不可少的材料，用于防止船體結構在超低溫環境下冷裂。而且殷瓦鋼極為嬌貴，0.7mm厚的殷瓦鋼，空手摸一下，24小時就會銹穿，所以在焊接過程中必須極為小心。所以在殷瓦鋼的焊接過程中，需要焊工中最高級別，即G級的高級焊工在佩戴專用羊皮吸汗手套在極其艱苦的環境下進行。

攻克特殊焊技術

張冬偉

鋼板薄如紙焊接如繡花

3.5米，走路可能只需要4秒鐘，而張冬偉焊完一條這樣長度的焊縫卻需要整整五個小時。張冬偉說：“我燒出來的焊縫基本上能夠辨認出來，都是一次成型的，像魚鱗一樣比較均勻，我個人追求就是像繡花一樣，一針一針一針很均勻的。”

張冬偉正在焊接的，是我國的第九條LNG船的內膽，也是整個船最核心的部分，需要焊接工人將一塊塊薄如紙的殷瓦鋼板，像做衣服一樣，一塊一塊連接起來。

視頻資料，建議WiFi觀看

焊縫技能展示

苦練技藝通過考核外國考官豎起拇指

殷瓦焊接超強的電弧光對眼睛的刺激很大，并且焊接時產生的飛沫對身體也有一定傷害，剛開始學徒時，不少同伴看師傅焊接一兩個小時就走了，唯獨只有張冬偉寸步不離。

殷瓦焊接對焊工的要求非常高，要成為殷瓦焊工都需要經過嚴格的篩選培訓，淘汰率非常的高，光前期的培訓費用就高達幾十萬，堪比飛行員，最后還要經過法國GTT的嚴格考試認證后才能持證上崗焊接，而目前國內，擁有GTT所頒發的焊工資格證書的殷瓦焊工也就200人左右。

張冬偉說：“我跟我師父的時候，我就下定決心我技術一定要超過師傅，我自己帶徒弟的時候，就是我希望我帶的徒弟技術方面也能夠超過我，如果說人人都能往上一個臺階的話，那我們國家技術方面的這個人才，肯定是后繼有人了。”

秦毅

國內殷瓦焊接G證第一人

作為國內獲得國際權威認證機構法國GTT公司頒發的殷瓦焊接G證第一人，秦毅為我國LNG船從無到有，進而進入一流建造方陣作出了突出貢獻。

當年，為填補我國在殷瓦焊接領域的空白，秦毅被選派赴日本進修。在日本期間，秦毅僅用了四周時間就通過了GTT公司的考核，而常規培訓一名合格的殷瓦焊工至少需要3個月。

回國后，作為國內殷瓦焊接G證第一人，秦毅立即投身于殷瓦技術規范國內標準的建立，同技術人員一起編制了殷瓦焊接工藝和作業指導書。這份工藝規范和作業指導書，成為國內唯一的殷瓦焊接技術規范，填補了我國在殷瓦鋼焊接領域的空白。

視頻資料，建議WiFi觀看

LNG船運載的是零下163攝氏度的液化天然氣，普通鋼板如果接觸到零下163攝氏度的液化天然氣，馬上就會脆硬開裂。因此該船液貨艙需要經過嚴格的密性檢驗。一個液貨艙做一次密性氦氣實驗，需耗時一周，僅氦氣的成本就需要十幾萬元。有效控制和減少焊接漏點成為關鍵。秦毅總是主動擔綱關鍵點、要害點、難點的焊接，并摸索出一種扭動施焊法，使液貨艙的焊接漏點逐步做到100%無漏點，保證了LNG船的建造質量，更為公司每艘LNG船節約試驗成本近1200萬元，目前滬東中華焊縫漏點檢測一次性合格率已經超過日韓造船企業，達到世界領先水平。

積極參與焊接設備國產化研制

針對進口焊接設備成本高舉的現狀，秦毅積極參與焊接設備國產化研制，認真為樣機“把脈”，提出改進建議，使國產化焊接設備逐步滿足了生產需求，為滬東中華節約進口設備費200余萬元。他還根據生產實際，先后解決了焊炬改制、焊接變形控制、焊接工裝設計等一系列技術難題，獲得了“一種對焊工進行模擬培訓的LNG船非熔化鎢極氬弧焊方法”的發明專利和“用于LNG船液貨艙連接件基座自動焊接試樣的固定裝置”實用型專利，并與工程技術人員共同完成了《殷瓦鋼端部到列板及單折邊部位的焊接通用工裝的設計運用》《LNG船殷瓦焊接G證工藝研究》《殷瓦薄膜局部損壞的工藝研究》《殷瓦列板安裝與焊接工藝研究》等課題，不斷總結提煉，優化LNG船建造質量。

相關閱讀

2008年4月，由滬東中華造船（集團）有限公司承造的第一艘裝載量為14.7萬立方米的LNG船順利出塢，標志著中國船廠在LNG船建造領域迅速崛起。但作為LNG船最核心的材料——殷瓦合金卻始終全部依賴進口。

2017年9月，寶鋼特鋼成功通過法國GTT公司對LNG（液化天然氣）船用殷瓦合金的認證，寶鋼特鋼在實現LNG船用殷瓦合金國產化的同時，成為目前世界上繼法國之后第二家可供應薄膜型LNG船用殷瓦合金的合格供應商。

2021年1-8月船舶工業經濟運行情況公布，根據中國船舶工業行業協會的數據來看。今年上半年我國承接的新船訂單數劇增，共4911萬載重噸，同比增長227.2%。

10月3日，卡塔爾石油公司稱已從中國船舶集團旗下滬東中華造船（集團）有限公司訂購了4艘新的液化天然氣（LNG）運輸船。這是中國造船企業首次斬獲卡塔爾的LNG船訂單。

10月26日，由中國船舶集團有限公司旗下滬東中華造船（集團）有限公司為商船三井建造的18600立方米LNG加注船“天然氣·活力”號在上海命名。該船由滬東中華完全自主研發設計，擁有完全自主知識產權，技術指標全球最先進，是目前世界上能夠提供全流程服務的艙容量最大、加注速率最快的LNG加注船。

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。