一船气够上海市用一个月,LNG船如何运送易燃易爆的天然气?

出品| 网易新闻学院

作者| 汪泽，清华大学机械工程系博士研究生

小明：你说天然气要怎么运输啊？
了不起：西气东输，那不是有管道嘛！
小明：我是说天然气“进口”，从国外拉根管道？
了不起：船啊！
小明：运一船不稳定的“氢弹”？
了不起：那不是还有个词叫液化嘛，能不能用大拇指思考一下！
小明：哦，那是什么船？
了不起：反正不是一般的船！

小明：。。。。。。

说了这么多，那运输天然气到底应该用什么船呢？

LNG运输船——“海上沉睡的氢弹”

液化天然气，英文是Liquefied Natural Gas，所以简称LNG，那运它的船就叫做LNG运输船。相比于一般的货轮，LNG运输船的最大技术难点就在于它那不一般的货仓。

大型LNG运输船通常会装载数以万计立方米的液化天然气，但是地球人都知道，天然气常温常压下为气态，在运输过程中必须经过低温、高压的处理让它变成液态。这样的话，LNG运输船就相当于装载着大量的易燃易爆的不稳定危险品在海上航行，俗称“海上沉睡的氢弹”，LNG运输船对安全性能的严苛要求也是可想而知。

正因为如此，LNG运输船是国际上公认的“三高”型船只——高技术性、高可靠性、高附加值。

LNG运输船

从上世纪60年代开始，随着液化天然气的逐步使用，及天然气进出口贸易的发展，LNG运输船应运而生，世界上大型LNG运输船建造市场在半个世纪以来实现了从欧洲到日本再到韩国的演变，现在的格局基本上是韩国企业一家独大、日本勉强维持、欧洲零星建造。

而中国经过多年的技术攻关，也能实现大型LNG运输船的建造，并开始逐渐进入LNG运输船的国际化市场，与国外的垄断企业一起分享这块高附加值的“蛋糕”。

采用殷瓦合金材料，防止仓体冷裂

前文中讲过，LNG运输船的制造难点主要集中在其用来装载液化天然气的货仓。通常情况下，天然气的液化储藏温度为-162℃。热胀冷缩的道理想必大家都明白，这么低的温度无疑需要良好的贮藏设施，就连家用煤气都需要装在极其坚固的钢罐中，更不用说LNG运输船中动辄数十万立方米的储藏量。LNG运输船装载量巨大，又考虑到海上航行的特点，单纯用更厚实的“煤气罐”来做货仓显然是不切实际的。

LNG货仓内胆使用的是一种俗称“殷瓦”的合金材料，殷瓦（英文单词invar的音译，表示“不变”）是一种镍铁合金，其成分为镍36%，铁63.8%，碳0.2%，它的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范围内保持固定长度不变。

由于殷瓦材料的特殊性，其在精密仪器、恒温器、天文设备的制造等领域都有着广泛的应用。这种几乎没有热胀冷缩的合金材料也成为船舶工业中制造大型LNG运输船必不可少的材料，可以有效防止船体结构在超低温环境下出现冷裂。虽然殷瓦有着这样优良的特性，但用殷瓦来制造庞大的货仓可不是一件简单的事情。

LNG运输船的殷瓦货仓

高级焊工戴羊皮手套进行焊接，有如钢板“绣花”

货仓的主体结构由若干殷瓦板焊接而成，以国产“大鹏昊”LNG运输船为例，整个货仓殷瓦板的焊缝长度超过100公里，工作量不是一般的大，而且殷瓦焊接也是世界上公认的焊接难题，其难点在船舱的焊接过程中主要表现为：

1. 殷瓦在焊接过程中会出现变形，无法使用机器完成焊接全过程，有些部分必须通过人工焊接完成；

2. 船舱中使用的殷瓦极其娇贵，厚度仅为0.7毫米，若是不小心用手摸一下，殷瓦不到一天的时间就会被手上残留的汗液锈穿，成为废品。

3. 对焊缝质量要求极高，哪怕是出现针眼大小的一个漏点，都有可能导致天然气泄漏甚至整船气体发生爆炸。

LNG船结构示意图

因此船舱殷瓦焊接的过程，需要焊工中最高级别，即G级焊工佩戴专用的羊皮吸汗手套在极其艰苦的环境下进行。不畏艰辛、技艺精湛的匠人在薄如纸的钢板上完成着绣花一样精细的焊接工作，在殷瓦焊接过程中，不允许有一颗汗珠、一个手印留在殷瓦板上，不仅考验焊工的心灵手巧，更重要的是沉稳的心性。

据LNG运输船殷瓦焊接工作的完成者之一——沪东中华集团的高级技师张东伟介绍，完成一条3.5米长的焊缝，需要连续不断地焊接5个小时。

最初外国人并不看好中国人能掌握这项技术。能够在超级LNG运输船上进行全位置殷瓦手工·焊接的焊工，必须经过国际专利公司GTT的严格考核，取得合格证书之后，每个月都要重新考核一次，考核合格才能继续上岗工作。

张冬伟说：“手艺这个活，不像电脑打字一样，白纸黑字你放在这儿永远会有。手艺这个东西是掌握在手里的，是要脑筋和手并用的，你热爱它了，你喜欢它了你才会用心去学它，你才会追求它内在的东西”。

殷瓦钢焊接

第一艘国产LNG运输船，一船天然气够上海市用一个月

说到国产的大型LNG运输船，则不得不提“大鹏昊”——中国制造的第一艘LNG运输船，它是由上海沪东中华造船厂自主设计建造的当时世界上最大的薄膜型LNG运输船，船长292米、宽43.35米、型深26.25米，时速19.5节。

2004年12月开始建造，于2008年4月顺利交船。“大鹏昊”造价1.6亿美元，几乎等于5艘普通巴拿马型散货轮的总造价。

“大鹏昊”的使命是往返于澳大利亚和中国上海之间2700英里的距离，将澳大利亚西北大陆架的液化天然气运回中国，“大鹏昊”整船装载LNG量为14.7万立方米，全部汽化以后容量将达9000万立方米，相当于上海全市居民1个月的天然气使用量。

到目前为止，中国多家造船厂已经具备建造LNG运输船的能力，并可以初步实现量产，具备了一定的国际化市场竞争力。

国产“大鹏昊”LNG运输船

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编辑| 于冉帝