中經(jīng)聯(lián)播訊（金向友 莊秋風(fēng) 通訊員 陳凱鋒 梁超峰 梁宇）近日，中船集團七二五所自主研發(fā)的725-H96環(huán)氧樹脂正式通過法國GTT公司和中國船級社認證，成為全球第三家、國內(nèi)首家具備薄膜型LNG船用環(huán)氧樹脂供貨能力機構(gòu)。
這一突破終結(jié)了我國LNG船一級核心材料長期依賴進口的歷史。國產(chǎn)化產(chǎn)品的背后是中船集團七二五所廈門分部一支平均年齡不到35歲的技術(shù)研發(fā)團隊，最小的甚至是“95后”。
破局時刻?國產(chǎn)高端材料的突圍
LNG船是運輸-163℃液化天然氣的“海上超級冷凍車”，由于建造難度大、技術(shù)含量高、可靠性要求極其嚴苛，與航空母艦、大型郵輪并稱為造船工業(yè)的“皇冠上的三顆明珠”。
▲LNG船
我國已經(jīng)承建全球約1/3的薄膜型LNG船。作為薄膜型LNG船圍護系統(tǒng)的一級核心材料，環(huán)氧樹脂好比“超級膠水+緩沖墊”的結(jié)合體，在膠合板絕緣箱與船體間起到承重、粘接、調(diào)平的作用。需承受-163℃的極端低溫，是減少LNG船在運行過程中液化天然氣泄漏及蒸發(fā)的關(guān)鍵一環(huán)，此前長期依賴進口。
國際壟斷下的生死局：法國GTT公司作為薄膜型LNG船圍護系統(tǒng)專利技術(shù)的持有者，其認證是相關(guān)核心材料進入國際市場的必備通行證。長期以來，LNG船用環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)被瑞士、韓國等國家壟斷，我國LNG船薄膜圍護系統(tǒng)建造所需的環(huán)氧樹脂完全依賴進口。國外的技術(shù)壟斷、較高的運輸成本和匯率的變動導(dǎo)致滬東中華、江南造船廠等LNG船建造企業(yè)承擔(dān)了較高的進口樹脂溢價。
產(chǎn)業(yè)鏈安全重構(gòu)：LNG船用環(huán)氧樹脂的國產(chǎn)化對我國LNG船產(chǎn)業(yè)鏈的升級具有重大意義。環(huán)氧樹脂的國產(chǎn)化豐富了LNG船薄膜圍護系統(tǒng)核心材料的供貨渠道，降低了LNG船的建造成本。根據(jù)LNG船建造船企預(yù)測，環(huán)氧樹脂地國產(chǎn)化將使得單船建造成本下降12%、建造周期縮短15天，有力提升了我國LNG船產(chǎn)業(yè)鏈在全球的競爭力，幫助我國創(chuàng)造了新的經(jīng)濟增長點。此次LNG船用環(huán)氧樹脂的國產(chǎn)化也吹響了我國逐步攻克LNG船高端建造材料的號角，幫助我國在國際LNG船產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域掌握更大的話語權(quán)，從而避免受到他國的技術(shù)封鎖和貿(mào)易制裁。
▲環(huán)氧樹脂產(chǎn)品
微觀革命?分子級創(chuàng)新的技術(shù)密碼
為了滿足海上LNG運輸?shù)目量虠l件，環(huán)氧樹脂需要同時滿足12項嚴苛的性能指標(biāo)。研發(fā)團隊重點針對LNG船用環(huán)氧樹脂的溫度適應(yīng)性、多種基材表面的粘接性、海水適配性及裝配工藝性開展了技術(shù)攻關(guān)。
研發(fā)團隊利用分子模擬軟件建立了480種環(huán)氧/固化劑組合的數(shù)據(jù)庫，通過擬合計算，在2年內(nèi)完成了傳統(tǒng)方法需要5年才能實現(xiàn)的配方篩選，成功篩選出了滿足-170-40℃的使用溫度，并對鋼、木板、泡沫等表面具有良好粘接性能的環(huán)氧/固化劑組合。試驗表明，-170℃下環(huán)氧樹脂的壓縮強度高達229MPa，具有優(yōu)異的耐低溫性能。
▲環(huán)氧/固化劑模型構(gòu)建
自然生物的啟發(fā)：如何在極低溫環(huán)境下保持樹脂粘接性能？研發(fā)團隊向大海借來智慧。海洋生物貽貝是一種固著生物，其分泌的貽貝蛋白能夠幫助其附著在各種有機和無機的海洋表面。研發(fā)團隊受此啟發(fā)，在樹脂分子中引入貽貝蛋白中的有效成分，增強其對不同基材在海水中的粘接性能。
▲團隊進行科研攻關(guān)
模擬艙現(xiàn)場裝配的挑戰(zhàn)：為了配合LNG船的液貨艙建造，LNG船用環(huán)氧樹脂需要具有良好的尺寸穩(wěn)定性，滿足船廠現(xiàn)場絕緣箱裝配需求。同時，環(huán)氧樹脂還需要具備適宜的固化速率，在提供適宜的可操作時間的同時，能夠快速的硬化為粘接的部件提供良好的力學(xué)性能。研發(fā)團隊根據(jù)液貨艙的溫濕度優(yōu)化環(huán)氧樹脂配方，前后經(jīng)歷5次船廠液貨艙現(xiàn)場試驗，成功將環(huán)氧樹脂產(chǎn)品定型。
▲725-H96環(huán)氧樹脂生產(chǎn)線
三年礪劍?從實驗室走向生產(chǎn)線
725-H96環(huán)氧樹脂從2021年9月啟動立項至2025年4月取得認證，研發(fā)過程歷時3年8個月。從實驗室到生產(chǎn)線，中船集團七二五所依托科研產(chǎn)業(yè)協(xié)同優(yōu)勢，貫通技術(shù)研發(fā)與規(guī)?；a(chǎn)的全鏈條，持續(xù)推動科技成果高效轉(zhuǎn)化。725-H96環(huán)氧樹脂生產(chǎn)線基于IATF-16949體系構(gòu)建全流程智能中樞，通過DCS與智能傳感技術(shù)融合，實現(xiàn)從投料到出料的數(shù)字化閉環(huán)管控。關(guān)鍵工藝參數(shù)實時同步至中央數(shù)據(jù)庫，形成可追溯質(zhì)量鏈；出料環(huán)節(jié)搭載智能細度反饋系統(tǒng)，依托工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備-數(shù)據(jù)動態(tài)聯(lián)調(diào)。同時，秉承綠色環(huán)保理念，該產(chǎn)線采用先進的RTO處理技術(shù)，實現(xiàn)廢氣無害化處理;建立閉路循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，減少水資源消耗。
目前，七二五所團隊依然奔跑在路上——研制自修復(fù)智能環(huán)氧樹脂。據(jù)相關(guān)負責(zé)人介紹，該材料仍處于實驗室測試階段，自修復(fù)樹脂在3級海況下72小時的自修復(fù)試驗后，自修復(fù)率已經(jīng)達到92%。未來，該技術(shù)有望向浮式核電站、深海采礦等領(lǐng)域推廣應(yīng)用，繼續(xù)開拓藍色經(jīng)濟的新邊疆。
