LNG - 高マンガン鋼とそれに適合する溶接消耗品の推奨事項

2010年、韓国のポスコ、大宇造船と世界5大船級協会は「超低温用高マンガン鋼および溶接材料の共同開発」プロジェクトを開始し、2010年にLNG貯蔵タンク用高マンガン鋼の量産を達成した。 2015年。技術的なボトルネックを打破するために、韓国の大宇造船海洋（DSME）とポスコは、2022年6月までに世界で初めてLNG燃料の超大型原油運搬船に高マンガン鋼製LNG燃料貯蔵タンクを設置する予定である。 （VLCC）の式典に出席し、鋼材の前処理から溶接、成形までの燃料タンク製造技術を開発したと述べた。

1.高マンガン鋼とは何ですか?

LNG貯蔵タンク用高マンガン鋼は、マンガン含有量が22〜25％の合金鋼で、優れた耐低温性と高い耐摩耗性を有し、従来のLNG貯蔵タンク材料よりも明らかです。LNG貯蔵タンクの新しい寵児です。韓国が10年以上研究開発を続けてきた材料。

2.LNG 貯蔵タンクの鋼種とその長所と短所の簡単な分析 当社の適合する溶接消耗品は、次の厳しい要件を満たすことができます。 大型 LNG 燃料貯蔵タンクは、環境に優しい燃料船および LNG 産業チェーン全体の中核設備であるため、技術基準が非常に厳しく、コストも高価です。 LNGは通常-163℃の超低温環境下で保管・輸送されます。 「液化ガスをバルク輸送する船舶の構造および設備に関する国際規定」は「IGC コード」と呼ばれます。 LNG の建設に使用できる 4 つの低温材料には、アルミニウム合金鋼、オーストリアのテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系 Fe-Ni 合金鋼 (インバー鋼としても知られる)、および 9%Ni 鋼 (詳細は表 1 を参照) が含まれます。一方、9%Ni 鋼は最も一般的に使用されており、LNG 燃料貯蔵タンクに広く使用されています。しかし、依然として価格が高いこと、加工手順が煩雑であること、強度が比較的低いこと、製品中のニッケル含有量が高いことが欠点です。近年、ニッケル価格の高騰が続き、製品コストが大幅に上昇しております。

「IGCコード」でLNG建設に使用できる4つの極低温材料

一般的に使用されるLNG原料と新高マンガン鋼の強度比較

高強度、高靭性、低コストを兼ね備えた超低温高マンガン鋼は、将来のLNG燃料貯蔵タンクや液体アンモニア、液体水素、そしてメタノール。

高マンガン鋼の組成と性能要件

化学組成 (ASTM 草案)

機械的挙動

●結晶構造：面心立方格子（γ-Fe）

●許容温度＞-196℃

●耐力＞400MPa(58ksi)

●引張強さ：800～970MPa(116～141ksi)

● シャルピー V ノッチ衝撃試験 >41J、-196℃(-320℉)

当社の高マンガン鋼マッチング溶接材料のご紹介

近年では、LNG貯蔵タンク用溶接材料に適合する高マンガン鋼の研究開発に注力し、LNG貯蔵タンク用高マンガン鋼母材の特性に適合した溶接材料の開発に成功しました。具体的な特性を表 2 に示します。

溶着金属に適合する高マンガン鋼の機械的特性

Ps.メタル高マンガン鋼用圧粉コアサブマージアーク溶接ワイヤは高マンガン鋼用マッチングフラックスGXR-200を採用

LNG貯蔵タンク用高マンガン鋼溶接材料の溶接性とサンプル展示

高マンガン鋼の溶接材料の溶接性は以下のとおりです。

スラグ除去後の電極（GER-HMA）平ら隅肉溶接 

スラグ除去後の電極（GER-HMA）仰角溶接    

隅肉溶接スラグ除去前後の溶接棒（GER-HMA）

メタルパウダーコアサブマージアーク（GCR-HMA-S）溶接表示

高マンガン鋼溶接棒溶接継手のサンプルを以下に示します。 

平溶接（1G）引張サンプル表示 

垂直溶接（3G）引張サンプル表示

平溶接（1G）曲げサンプル展示

平溶接（1G）曲げサンプル展示

PS.高マンガン鋼は溶接棒1Gと3Gで溶接されており、正面曲げと背面曲げのサンプルに亀裂がなく、耐亀裂性が良好です。