作为“海上超级冷冻车”,LNG运输船破浪前行。 ■企业/供图
在渤海之滨的LNG(液化天然气)接收站,22万立方米的巨型储罐静静矗立,罐内零下163摄氏度的液化天然气如同沉睡的“蓝色火焰”,通过管道输送到千家万户;远海之上,17万吨级LNG运输船破浪前行,作为“海上超级冷冻车”,它承载着我国清洁能源供应的重要使命。这些大国重器的安全运行,离不开一种看不见的关键材料——耐超低温专用粘接剂。化工集团下属北京华腾新材料股份有限公司于“十四五”时期自主研发的大型LNG储运设施液货围护系统用耐超低温专用粘接材料成功通过国际认证,实现对进口产品的全面替代,破解了LNG储运领域的“卡脖子”难题。
LNG作为公认的清洁能源,近年来在我国需求持续井喷。数据显示,“十四五”以来,我国LNG进口量连年攀升,带动LNG运输船和陆地储罐建设热潮。但LNG储运的苛刻环境对核心材料提出了极致要求:既要抵御超低温严寒,又要承受高温暴晒,同时还要应对船舶航行中的颠簸振动或陆地环境的风吹日晒。
“LNG储运设施的液货围护系统就像‘超级保温箱’,由不锈钢、铝板、泡沫等多种材料复合而成,而粘接剂就是让这些材料紧密相拥的‘纽带’。”华腾新材公司研发负责人介绍,在超低温环境下,普通粘接剂会变脆开裂,一旦失效就可能导致保温层脱落,引发安全风险。长期以来,这种专用粘接材料的核心技术被少数国际企业垄断,不仅价格高昂,且供货周期长、维护成本高。
《中国制造2025》明确提出,要推动海洋工程装备及高技术船舶领域突破发展,提升LNG船等国际竞争力。在政策引导和市场需求的双重驱动下,华腾新材组建专项研发团队,开启了国产化攻坚之路。“最难的是平衡低温韧性和粘接强度。”华腾新材公司研发负责人介绍,研发初期,团队经历了无数次失败,仅原料配比方案就调整了上百次。为模拟真实工况,实验室专门搭建了极端环境测试舱,从零下163摄氏度超低温到80摄氏度高温进行循环测试,同时模拟船舶航行中的振动冲击。
经过数年技术沉淀,团队终于攻克了双组份结构设计、固化反应控制等核心技术,成功研发出聚氨酯和环氧树脂两大系列专用粘接材料。在检测现场,工作人员将涂有粘接剂的复合材料样本放入超低温舱,降温至零下163摄氏度并保持24小时后取出,样本依然牢固如初,拉伸测试中粘接处未出现任何剥离。“我们的材料在超低温下仍能保持良好韧性,粘接强度达到国际先进水平,而且适配国内主流的围护系统工艺。”该负责人说。
更令人振奋的是,这种材料实现了从设计、设备到原料、工艺的全链条国产化。“以前核心原料依赖进口,采购周期要3个月,现在国内供应链随时能供货,成本降低了20%以上。”华腾新材公司生产负责人介绍,目前产品已通过国际权威认证,成功应用于17万吨级LNG运输船和22万立方米陆地储罐,累计供货超千吨,运行至今零故障。
在江苏某LNG船造船厂,施工人员正在使用该粘接材料组装液货围护系统。“以前用进口材料,施工时对环境湿度、温度要求特别苛刻,稍有偏差就影响粘接效果。国产材料施工适应性更强,固化速度也符合我们的生产节拍,还能享受上门技术指导,大大提高了施工效率。”现场施工人员说道。
随着全球能源结构转型加速,LNG储运市场持续扩大。华腾新材的技术突破,不仅为我国LNG产业发展提供了关键材料支撑,也为企业参与高精尖领域创新树立了典范。“我们将继续深耕超低温材料领域,下一步计划研发适配更大规模储罐和更恶劣工况的新产品。”华腾新材公司相关负责人表示,未来还将拓展海外市场,让“粘合力”服务全球能源安全。
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