殷瓦合金(invar，也稱為殷鋼)，是一種鎳鐵合金，其成分為鎳36%，鐵63.8%，碳0.2%，它的熱膨脹系數(shù)極低，能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持固定長(zhǎng)度。艾林瓦合金(elinvar)，是一種鎳鐵鉻合金，成分為鎳33%~35%，鐵53%~61%，鉻4%~5%，鎢1%~3%，錳0.5%~2%，硅0.5%~2%，碳0.5%~2%，它在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)熱彈性系數(shù)實(shí)際上是零(即楊氏模量不變)，熱膨脹系數(shù)也很低。它是1896年法國(guó)物理學(xué)家C.E.Guialme發(fā)現(xiàn)的一種奇妙的合金，這種合金在磁性溫度即居里點(diǎn)附近熱膨脹系數(shù)顯著減少，出現(xiàn)所謂反常熱膨脹現(xiàn)象，從而可以在室溫附近很寬的溫度范圍內(nèi)，或很小的甚至接近零的膨脹系數(shù)，呈面心立方結(jié)構(gòu)，其牌號(hào)為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金( invar) ，意思是體積不變。
一般來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)金屬和合金都是在受熱時(shí)體積膨脹，冷卻時(shí)體積收縮，它們的熱膨脹系數(shù)呈線性增大，但是元素周期表中的鐵、鎳、鈷等過(guò)渡族元素組成的某些合金，由于它們的鐵磁性，在一定的溫度范圍內(nèi)，熱膨脹不符合正常的膨脹規(guī)律，具有殷瓦效應(yīng)的反常熱膨脹，也就是說(shuō)它的機(jī)理與化學(xué)成分及磁性有關(guān)。
殷瓦鋼特性
殷瓦合金的主要特性為:膨脹系數(shù)小，強(qiáng)度、硬度不高，導(dǎo)熱系數(shù)低，塑性、韌性高等;主要應(yīng)用于顯示器用蔭罩，熱雙金屬低膨脹層，電子元器件封接材料，精密儀器、儀表零部件，LNG運(yùn)輸船，特殊傳輸電纜，提高離子激光器穩(wěn)定性等等。
殷瓦鋼的特殊性質(zhì)決定了它是船舶工業(yè)中制造大型LNG船舶必不可少的材料，用于防止船體結(jié)構(gòu)在超低溫環(huán)境下冷裂。而且殷瓦鋼極為嬌貴，0.7mm厚的殷瓦鋼，空手摸一下，24小時(shí)就會(huì)銹穿，所以在焊接過(guò)程中必須極為小心!所以在殷瓦鋼的焊接過(guò)程中，需要焊工中較高級(jí)別，即G級(jí)的高級(jí)焊工在佩戴專用羊皮吸汗手套在極其艱苦的環(huán)境下進(jìn)行。
在LNG船上，焊接異常困難的殷瓦鋼，不僅必不可少，而且用量不小。普通金屬材料在-163℃低溫下會(huì)發(fā)脆，失去原有的韌性。因此，船體與船艙之間還有一層絕緣箱內(nèi)膽，全部由不膨脹、耐低溫材料組成。用在LNG船液化艙的殷瓦鋼，厚度僅0.7毫米，整個(gè)液化艙體由很多小塊的殷瓦鋼板拼接而成。一艘LNG船有4個(gè)裝載天然氣的液化艙，一個(gè)液化艙有五六個(gè)籃球場(chǎng)這么大，全船的殷瓦鋼焊縫長(zhǎng)度近130公里。
目前關(guān)于LNG船關(guān)鍵技術(shù)的研究
攻克特殊焊接技術(shù)
液貨艙是LNG船的核心。147210立方米的LNG船全船的殷瓦鋼（Invar鋼，不膨脹鋼，不銹鋼材料）焊縫長(zhǎng)度達(dá)到130公里，大部分殷瓦鋼的厚度只有0.7mm，所有焊縫不能有絲毫的泄漏，一旦有一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題，將導(dǎo)致相鄰的一大片殷瓦板的更換和重新焊接，一個(gè)泄漏點(diǎn)返修工時(shí)至少要1000小時(shí)。
焊接工藝包括手工焊和自動(dòng)焊兩大部分，它所涉及到的板材為國(guó)內(nèi)首次使用的殷瓦鋼，涉及到的焊接材料為國(guó)內(nèi)首次使用的專用焊材M93，涉及的自動(dòng)焊焊機(jī)同樣為國(guó)內(nèi)首次使用。殷瓦鋼的焊接技術(shù)成為L(zhǎng)NG船建造必須攻克的技術(shù)關(guān)鍵。
建立第一條絕緣箱生產(chǎn)線
LNG船裝載的貨物是溫度為－163℃的液化天然氣，通過(guò)全船安裝的二層絕緣箱使液化天然氣和船體保持絕緣。在147210立方米的LNG船上，需要1100多種不同類型的絕緣箱55000只，箱子的精度必須控制在0.5mm公差范圍內(nèi)。絕緣箱是LNG船上的關(guān)鍵部件，只能通過(guò)建立一條可靠的高精度的生產(chǎn)線才能保證其質(zhì)量。
突破殷瓦預(yù)制件加工難關(guān)
殷瓦預(yù)制件是LNG船的重要部件，是薄膜和船體相連接的連接件，它包括殷瓦管、殷瓦三面體和其他殷瓦小零件，以往建造散貨船、油船、集裝箱船時(shí)都沒有這種部件。而在LNG船上，殷瓦管和殷瓦三面體約有400只，殷瓦小零件60000只，所有這些殷瓦預(yù)制件的生產(chǎn)不僅有量的要求，還有嚴(yán)格的精度控制要求，建造LNG船必須攻關(guān)解決這些關(guān)鍵零件的加工技術(shù)。
自制LNG船液貨進(jìn)出泵塔
泵塔LNG船上液貨進(jìn)出的重要通道，也是人員進(jìn)入液貨艙的通道，15萬(wàn)立方米級(jí)LNG船的泵塔高度達(dá)27米，三角桅形式。由于泵塔部件直接接觸液化天然氣，工作溫度都將達(dá)到零下163℃，整個(gè)泵塔幾乎都由不銹鋼管子制作而成，它的制造工藝、焊接質(zhì)量、焊接精度控制等是需要重點(diǎn)攻克的技術(shù)難關(guān)。
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