海洋工程

海工材料轻量化专题- 海洋新材料

 

招商工业首个自制海工轻量化配套产品完工下线

招商局工业集团有限公司首个自制“海工轻量化配套产品--船用铝质通道”在招商局铝业(重庆)有限公司完工下线。该产品将被运往江苏海门基地,作为船用设备在一艘在建海工项目上安装使用。

在招商局海洋工程技术中心的支持下,重庆招铝从海工配套产品轻量化入手,通过新材料替代手段,减轻平台静载荷,从而优化海工平台的设计性能。“铝质通道”是该设计理念下的第一个产品,重庆招铝在产品设计、结构校核、美观优化、焊接与制造工艺、性能测试等方面对产品进行了详细的策划与实施,产品满足ISO7061-2015和船级社规范,不仅实现了轻量化,还改进和优化了产品性能及外观。

该产品的顺利下线完工,是招商工业围绕主业整合资源,向船舶配套产业发力的成功实践,是重庆招铝向船舶与海洋工程特别是豪华邮轮业务转型迈出的实质性一步。

发展海洋新材料产业 支撑海工装备制造

海洋新材料是海工装备制造的基础和支撑,直接关系到我国海洋强国建设和海洋安全。作者分析了我国海洋新材料产业现状、存在问题、未来重点发展方向,并提出建立健全投融资保障机制等思路,为海洋新材料产业高质量发展提出了政策建议。海洋新材料是指专属用于海洋开发的各类特殊材料。根据《海洋高技术产业分类》,海洋新材料包括5个技术门类,细分为12类产业。目前,海洋新材料的主要产品包括海洋用钢(钢筋和各类不锈钢)、海洋用有色金属(钛、镁、铝、铜等)、防护材料(防腐、防污涂料、牺牲阳极材料)、混凝土、复合材料与功能材料等。

宏观政策环境

近年来,国家高度重视海洋新材料产业发展,先后制定了多项有关海洋新材料产业发展的规划,海洋新材料产业发展政策环境持续向好。

2015年5月,国务院出台的《中国制造2025》是未来一段时期引领我国制造业转型提升的纲领性文件,其中将海工装备列为十大重点推动的领域之一。海洋新材料产业是提升我国海工装备制造业的核心领域和重要支撑之一。进入“十三五”,国家高度重视海洋新材料产业的发展,先后将其列入《全国海洋经济发展“十三五”规划》《新材料产业发展指南》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《产业关键共性技术发展指南(2017年)》《有色金属工业发展规划(2016年~2020年)》《稀土行业发展规划(2016年~2020年)》《关键材料升级换代工程实施方案》等。

产业发展现状

经过多年发展,我国海洋新材料产业国产化程度有了很大提高,部分产品实现了完全国产化,但高端产品和核心技术仍依赖进口,部分种类产品的市场长期被国外大公司垄断。

海洋装备材料的腐蚀防护与防污是严重制约重大海洋工程技术和装备发展的技术瓶颈之一。目前海洋装备工程最有效的防护方法是有机涂层防护技术,应用率超过80%。我国海洋防护技术与发达国家相比有明显的差距,国内的环保防污涂料市场主要被国外公司所掌控。涉海重防腐涂料基本上被国外大公司垄断。

我国高端船舶及海工装备用钢研制近年来取得突破并实现装船。如鞍山钢铁、宝钢股份自主研发的特种钢成功打破技术壁垒替代进口,实现为我国超大型集装箱整船“中远海运双子座”供货。尽管我国在海工用钢方面取得多项突破,但目前仍有部分品种的钢材不能满足国内高端船舶及海工用钢的需求,关键部位的超高强度钢材仍需进口。

我国在海洋石油工业方面应用复合材料制备和应用领域起步较晚,尚处于初级阶段,在技术水平和数据积累方面较发达国家有着较大的差距。美国和日本在复合材料制备和应用领域处于领先地位,纤维自动铺设、液态复合成型等技术都十分成熟。目前,国外企业占据了我国碳纤维80%的市场。碳纤维复合材料在海洋工程等工业领域都体现了较好的应用前景,同时碳纤维复合材料的价格在降低,未来碳纤维复合材料的应用会越来越广。

过去20多年,我国深海浮力材料技术水平实现了从水下300米到1.1万米的飞跃,并摆脱了国外的技术制约。如今已实现国产化批量生产,年生产能力突破了1500立方米,生产成本大幅降低。但由于其核心原料--高性能空心玻璃微珠的缺乏,使得浮力材料性能与国外相比仍有一定差距,且规模化程度小,生产效率低。

我国海洋工程用钛起步晚、规模小,总体上仍处于起步阶段,同美、俄、日等海洋强国相比,在应用领域、基础研究、钛材生产技术、设计与应用技术及相应配套技术等各个环节,大体有15年~30年的差距。目前,我国已基本形成了较为完善的海洋用钛合金体系,并有一定的应用。但由于应用的性能数据支撑不充足,海洋工程构件建造规则还不完善,加工设备能力不够、产品规格小以及材料生产成本高等诸多原因,海洋用钛合金尚存在产业化水平低、应用不足的问题。随着海洋开发的不断深入,钛合金工程化应用程度的加快以及材料成本的降低,未来海洋用钛将有非常大的发展空间。