LNG新成员—高锰钢及其配套焊材简介

一、甚么是高锰钢？

LNG油罐用高锰钢—是一类锰浓度在22-25%间的一类压铸，具备较好的耐高温性和较高的耐热气压，较之现代LNG油罐金属材料有更为显著的效益，是多年以来南韩致力研制的LNG油罐用金属材料宠儿。

二、 LNG油罐用钢种或其优劣沃苏什卡

小型LNG推进剂油罐是节能环保推进剂动力系统船和整座LNG供应链的核心理念电子设备，标准规范极其苛刻，且开发成本高昂。LNG一般来说在-163℃超高温自然环境前提下存储、货物运输，《国际性袋装货物运输天然气液体船只内部结构和电子设备准则》全称IGC准则，明确规定的可用作LNG修建的4种高温金属材料主要包括：铝压铸、莱氏体钢制、莱氏体Fe-Ni压铸（也称殷瓦钢）和9%Ni钢（参见表1），而现阶段LNG推进剂油罐最常见、采用最广为的是9%Ni钢。但优点是产品价格仍较高、研磨流程繁杂、气压相较相较较低，所以商品中镍浓度较高，近几年镍价稳步下跌，运输成本大幅提升。

表1 IGC准则中可用作LNG修建的4种高温金属材料

2.1 常见LNG金属材料与新式高锰钢气压对照（参见右图）

表明：① 新式高锰钢助焊剂气压最低，9%Ni钢居次，其他较高。② 新式高锰钢焊材气压与9%Ni钢相当。

2.2 常见LNG金属材料与新式高锰钢高温韧性对照（参见右图）

表明：新式高锰钢高温韧性及CTOD值与9%Ni钢相近。

2.3 新式高锰钢与常见LNG金属材料经济性对照（参见右图）

由此可以预见，集高气压、高韧性、低成本等众多优势于一身的超高温高锰钢在未来LNG推进剂油罐及液氨、液氢、甲醇等节能环保替代推进剂油罐市场有着十分广阔的应用前景。

三、高锰钢的成分及性能要求

化学成分 (ASTM Draft)

机械性能

● 晶体结构：面心立方晶格 (γ-Fe)

● 许用温度＞-196℃

● 屈服气压＞400MPa (58ksi)

● 抗拉气压：800~970MPa (116-141ksi)

● 夏比V型缺口冲击试验＞41J at -196℃(-320℉)

四、京群高锰钢基础建设焊材概要

近几年京群致力LNG油罐用高锰钢基础建设焊材的研制，成功研制出了可与LNG油罐用高锰钢助焊剂性能相匹配的焊材，具体性能见表2。

表2 京群高锰钢基础建设焊材熔敷金属机械性能

表明：高锰钢用金属粉芯埋弧焊丝采用基础建设高锰钢用焊剂GXR-200。

五、LNG油罐用高锰钢焊材焊接性及试样展示

5.1 高锰钢用焊材焊接性展示如下

图1-1 焊条(GER-HMA)平角焊脱渣后

图1-2 焊条(GER-HMA)仰角焊脱渣后

图1-3 焊条(GER-HMA)立上角焊脱渣前后

图2 金属粉芯埋弧(GCR-HMA-S)焊缝展示

5.2 高锰钢用焊条焊接接头试样展示如下

图3-1 平焊(1G)拉伸试样展示

图3-2 立焊(3G)拉伸试样展示

图4-1 平焊(1G)

弯曲试样展示

图4-2 立焊(3G)

弯曲试样展示

表明：高锰钢用焊条1G和3G位置焊接，面弯、背弯弯曲试样均无裂纹，抗裂性较好。