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比紙薄的殷瓦鋼是如何製造的?中國打破國際壟斷,成為唯二供應商

2021-07-05由 麥克斯韋的科學 發表于 畜牧業

瓦單位怎麼來的

殷瓦鋼是什麼?很多人對這個名詞感到非常的陌生。殷瓦鋼也就是殷瓦合金,是一種鎳鐵合金,其中鎳為36%,鐵為63。8%,碳為0。2%,它的熱膨脹係數非常之低,能夠在很寬的溫度範圍內保持固定的長度。而艾林瓦合金則是鎳鐵鉻合金,它的特性和殷瓦合金差不多。

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要知道,絕大多數的金屬和合金在受熱的時候體積會膨脹,有熱脹冷縮的效應,因此它們的熱膨脹係數會呈現出線性的關係。而殷瓦鋼這種合金的熱膨脹不符合正常的膨脹規律,屬於反常的熱膨脹。

正是由於在非常大的溫度頻寬中能夠保持形狀的穩定和強度,能夠在高溫和低溫的條件中都保持正常的形態,殷瓦鋼是作為液化氣體運輸和儲存的不二材料。

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殷瓦鋼的焊接

運送天然氣對溫度的要求很高,必須在極低的溫度下才能儲存,殷瓦鋼的特性決定了它必將在液化天然氣(LNG)的船舶製造當中大放異彩。它的厚度只有0。7mm,比紙還薄,它能夠有效地防止船體在超低溫的環境下冷裂。

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它的厚度非常薄,這也導致焊接它是一件非常困難的過程,往往只有非常高階的焊工才能完成這一項工作,直到2005年的時候,我國才首次擁有了一批可以進行殷瓦鋼焊接的工人。雖然是技術工種,但是學習這一項技能可能相當不容易的。掌握殷瓦鋼的焊接技術就要花去幾十萬的培訓費用,而且還要受到國外嚴格的考核,才能持證上崗。

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殷瓦鋼的焊接並不是簡單的技術活,它不僅要考驗個人的體力,同時也要考驗技工的智力。液化天然氣船舶最為核心的地方就是液貨艙的內壁,這個內壁是由一片片的殷瓦鋼焊接而成的,薄的地方只有0。7mm,但是焊接的長度卻可能要達到上百公里,每一次焊接都要求非常精確和嚴密。完成焊接之後,所有的焊接處還要經受嚴格的密性測試,是一件非常磨人的工作。

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殷瓦鋼是一種非常嬌貴的材料,所有的工人在工作的時候都必須要佩戴好專用的手套,這個殷瓦鋼一旦不小心被手觸碰到,在24小時之內就可能會生鏽,直接作廢。一旦發生腐蝕情況,後果不堪設想。要知道,作為材料來說,殷瓦鋼可是用公斤而不是以噸為單位來計算的,而全球也只有兩家工廠能夠生產出這種材料。

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攻克殷瓦鋼難題

2017年中國寶鋼特鋼通過了法國的殷瓦合金帶材認證,成為了世界上第二家供應薄膜型的殷瓦鋼的供應商。

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攻克了材料難題之後,中國又進一步攻克了焊接工藝的重要難題。要知道如果我們不能掌握殷瓦鋼的焊接工藝的話,那麼我們就無法建造LNG船。國內首次使用了自動焊接機來焊接殷瓦鋼。

為了確保LNG船的裝載安全,還需要在船上裝上兩層的絕緣箱來讓天然氣和船體絕緣。在這樣的一條船上,需要1100多種不同的絕緣箱55000只,而且箱子的精度必須控制在非常小的範圍之內,中國也開始建立了屬於自己的高精度的絕緣箱生產線。

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除此之外,我們還需要非常多的重要零部件,主要是由殷瓦鋼來組成的,比如殷瓦管、小零件和三面體等。這些小零件的需要數量龐大, 而且對質量要求很高,要建造一艘LNG船,這也是必須要攻克的技術難題。

殷瓦鋼的其他應用

當然了,殷瓦鋼不僅僅只能應用在LNG船舶的建造上。憑藉著低膨脹係數的特徵,它在製造很多精密儀器中都發揮了重要的功能。尤其是在21世紀,殷瓦鋼還被廣泛地應用到了航天遙感器、精密鐳射、光學測量器、天文望遠鏡等多數的科學儀器當中。

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