2010년 포스코, 대우조선, 세계 5대 선급은 '고망간강 및 초저온용 용접재료 공동개발' 프로젝트에 착수, 2015. 2022년 6월까지 한국의 대우조선해양과 포스코는 기술적 병목 현상을 극복하기 위해 세계 최초로 LNG 추진 초대형 원유 운반선에 고망간강 LNG 연료 저장 탱크를 설치합니다. (VLCCs) 세레모니를 선보이며 철강 전처리부터 용접, 성형까지 연료탱크 제조 기술을 발전시켰다고 밝혔다.
1. 고망간강이란?
LNG 저장탱크용 고망간강은 망간 함량이 22~25% 사이인 합금강으로 내한성이 우수하고 내마모성이 우수하여 기존의 LNG 저장탱크 소재보다 확연한 LNG 저장탱크의 새로운 사랑입니다. 대한민국이 10년 이상 연구개발에 심혈을 기울인 소재입니다.
2.LNG 저장 탱크에 대한 강철 유형 및 장단점에 대한 간략한 분석 우리의 일치하는 용접 소모품은 다음과 같은 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 대형 LNG 연료 저장 탱크는 환경 친화적 연료 동력 선박 및 전체 LNG 산업 체인의 핵심 장비이기 때문에 기술 표준이 매우 엄격하고 비용이 많이 듭니다.LNG는 일반적으로 -163°C의 초저온 환경에서 저장 및 운송됩니다."액화가스를 대량으로 운반하는 선박의 건조 및 장비에 관한 국제 코드"는 "IGC 코드"라고 합니다.LNG 건설에 사용할 수 있는 4가지 저온 재료에는 알루미늄 합금강, 오스트리아 인장 스테인리스강, 오스테나이트계 Fe-Ni 합금강(Invar 강이라고도 함) 및 9%Ni 강이 포함됩니다(자세한 내용은 표 1 참조). 9% Ni 강은 LNG 연료 저장 탱크에 가장 일반적으로 사용되며 널리 사용됩니다.그러나 단점은 가격이 여전히 비싸고 가공 절차가 번거롭고 강도가 상대적으로 낮으며 제품의 니켈 함량이 높다는 것입니다.최근 몇 년 동안 니켈 가격이 계속 상승하고 제품 비용이 크게 증가했습니다.
"IGC 코드"에 따라 LNG 건설에 사용할 수 있는 4가지 극저온 재료
| 최소 설계 온도 | 주요 강종 및 열처리 | 충격 시험 온도 |
| -165℃ | 9%Ni 강 NNT 또는 QT | -196℃ |
| 오스테나이트계 스테인리스강 – 304, 304L, 316/316L, 321 및 347 용체화 처리 | -196℃ | |
| 알루미늄 합금 - 5083 어닐링 | NO | |
| 오스테나이트계 철-니켈 합금(36%Ni) |
상용 LNG 소재와 신형 고망간강의 강도 비교
| 안건 | 일반적으로 합금 | 고 망간강 | ||||
| 9% Ni강 | 304 SS | 알루 5083-O | 인바강 | MC | ||
| 기본 재료 | 화학적 구성 요소 | Fe-9Ni | Fe-18.5Cr-9.25Ni | Al-4.5Mg | Fe-36Ni | M CH 백만 |
| 미세구조 | α1(+Y) | γ（FCC） | FCC | FCC | FCC | |
| 항복 강도MPa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| 인장 강도 MPa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196℃영향제이 | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| 용접구조물 | 용접 소모품 | 인코날 | Type308 | ER5356 | - | FCA, SA, GTA |
| 항복 강도MPa | - | - | - | - | ≥400 | |
| 인장 강도MPa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196℃영향제이 | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
고강도, 고인성, 저비용을 겸비한 초저온 고망간강은 향후 LNG 연료 저장 탱크 및 액체 암모니아, 액체 수소, 및 메탄올.
고망간강의 구성 및 성능 요구 사항
화학 성분(ASTM 초안)
|
| C | Mn | p | s | Cr | Cu |
| % | 0.35-0.55 | 22.5-25.5 | <0.03 | <0.01 | 3.0-4.0 | 0.3-0.7 |
기계적 거동
● 결정구조: 면심입방격자(γ-Fe)
● 허용온도＞-196℃
● 항복강도>400MPa(58ksi)
● 인장강도 : 800~970MPa (116~141ksi)
● 샤르피 V 노치 충격 시험 >41J at -196℃(-320℉)
당사의 고망간강 매칭 용접재료 소개
최근에는 LNG 저장탱크용 고망간강 정합용접재료 연구개발에 매진하여 LNG 저장탱크용 고망간강 모재의 물성을 정합할 수 있는 용접재료 개발에 성공하였습니다.특정 속성은 표 2에 나와 있습니다.
고망간강 정합용접재료 용착금속의 기계적 성질
| 이름 | 위치 | 기계적 성질 | ||||
| YP | TS | EL | -196℃충격 | 방사선 검사 | ||
| 디자인 목표 | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| GER-HMA Φ3.2mm | 수동 전극 | 488 | 686 | 46.0 | 73.3 | I |
| GCR-HMA-S Φ3.2mm | 금속 코어드 와이어 | 486 | 700 | 44.5 | 62.0 | I |
고망간강용 Ps.Metal 분말 코어 서브머지드 아크 용접 와이어는 고망간강용 매칭 플럭스 GXR-200을 채택합니다.
LNG 저장탱크용 고망간강 용접재료의 용접성 및 샘플 표시
고망간강용 용접재료의 용접성은 다음과 같습니다.
슬래그 제거 후 전극(GER-HMA) 플랫 필렛 용접
슬래그 제거 후 전극(GER-HMA) 앙각용접
용접봉(GER-HMA) 필렛 용접 슬래그 제거 전후
금속 분말 코어 서브머지드 아크(GCR-HMA-S) 용접 표시
고망간강 용접봉 용접 조인트의 샘플은 다음과 같습니다.
평면 용접(1G) 인장 샘플 표시
수직 용접(3G) 인장 샘플 표시
평면 용접(1G) 절곡 샘플 표시
평면 용접(1G) 절곡 샘플 표시
PS.High 망간강은 용접봉 1G 및 3G로 용접되며 표면 굽힘 및 후면 굽힘 샘플에 균열이 없으며 내 균열성이 우수합니다.
게시 시간: 2022년 11월 22일