LNG船用保温材料应用分析

吴凯丽（红宝丽集团股份有限公司， 江苏 南京 211300）

LNG船用保温材料应用分析

吴凯丽（红宝丽集团股份有限公司， 江苏 南京 211300）

LNG的需求与日俱增，带动了LNG储运市场的发展。本文介绍了LNG船主要类别及各种船型主要使用的保温材料，通过各类保温材料的优缺点对比，分析未来LNG船用保温材料的发展趋势。

LNG船；保温材料；聚氨酯

LNG是由天然气经净化处理（脱CO2、硫化物、重烃、水等杂质）后，在常压下冷却至-162℃变成液态，具有热值高、污染小、储运方便等特质。全球经济的快速发展和各国环保要求的提高，使得液化天然气（LNG）的需求与日俱增。世界上天然气分布、生产和消费地区极不均衡，带动了LNG储运市场的发展。

LNG输送方式分为管道运输、陆地运输和海上输送，管道能直达的地区，以管道输送为好；陆上运输主要设备有LNG槽车和铁路LNG运输列车；LNG的海上运输主要是使用LNG运输船，这也是目前LNG跨地区远洋运输最有效的方式。LNG船在海洋中面临天气变化等各种不确定因素，必须采用绝热保温材料来满足LNG低温储存要求，以有效降低运输过程中的热蒸发损失。

1 国内外LNG船发展历程

20世纪90年代以前大型LNG 船的建造由西欧及日本的造船业所垄断， 随着韩国逐步提高建造技术，大型LNG船的建造产业开始向韩国转移，目前韩国船企拥有全球近百分之七十的市场份额。中国LNG船建造起步较晚，但发展迅猛，主要有沪东中华、大船重工等企业。《中国制造2025》规划明确指出要大力推动海洋工程装备及高技术船舶领域突破发展，全面提升液化天然气（LNG）船等国际竞争力，可见未来中国LNG船建造量和竞争力将显著提高。

2 LNG船主要类别

LNG船根据储罐系统的不同可分为自撑式LNG船和薄膜式LNG船。

（1）自撑式 自撑式围护结构包括挪威的MOSS型和日本的SPB型。MOSS型储罐保温材料主要分布在液货舱壳体外部和船体内部，避免承受货物压力，因此选择绝热材料需重视导热系数指标，不需特别考虑低温下机械强度。

SPB型液货舱为棱形，液货舱与保温材料之间通过真空层相连，避免了保温材料直接承受压力或低温开裂的情况。SPB型由日本研发，具有重心低、航行平稳、强度高、绝热效果好和易于建造等优点，但储罐数量相对较少，目前只有日本石川岛播磨重工使用。

（2）薄膜式 薄膜式围护结构包括GT No.96型和TGZ MarkⅢ型。薄膜型液货舱的内壁用薄膜做成与保温材料、舱体结构相连接，故保温材料需具备优异的绝热性能、机械性能和抗疲劳性等综合性能。

目前，世界上建造的LNG船主要以MarkⅢ型、No.96型和MOSS型为主，占据约95%的市场份额，其中多数为MarkⅢ型LNG船。我国沪东中华建造的船型为No.96型。

3 LNG船常用保温材料

LNG船保温材料应具备较小的导热系数、低温膨胀系数、良好的抗吸水吸湿性、抗水蒸气渗透性、阻燃性能和施工方便等特性。

常用的储罐保温绝热材料分为无机材料和有机材料。有机材料有聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、酚醛等，无机材料有玻璃棉、膨胀珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃等。目前MOSS型船用玻璃棉材料为主，No.96型船用聚苯乙烯为主，MarkⅢ型船用聚氨酯泡沫为主。

（1）玻璃棉是将熔融玻璃添加纯碱等原料，纤维化后形成棉状材料，属于无机保温材料，具有憎水性能好、安全防火、隔音吸声、耐热、施工效率高等特点，但相比有机材料存在容重大、导热系数大的缺点。

（2）聚苯乙烯泡沫是以苯乙烯预聚物、发泡剂等为原料，经高压发泡反应而成，具有质量轻、耐老化、保温性能好、易加工、机械强度高等优点，但耐热性差、耐溶剂性差。

（3）聚氨酯泡沫是由聚醚（酯）多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等原料组合，其与聚合MDI进行凝胶、交联、发泡等一系列反应制成，具有优异的保温、高强度、减震、隔音、耐酸碱、防湿、耐高温及尺寸稳定等性能特点，但普通聚氨酯泡沫存在耐燃性差的问题。

4 结语

根据MARK Ⅲ型LNG船市场占有率来看，预计未来一段时间内LNG船用保冷绝热材料仍将以聚氨酯泡沫材料为主，尤其是增强硬质聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫增强改性的途径一般有玻璃纤维增强聚氨酯硬泡、包覆玻璃布增强聚氨酯硬泡以及与泡沫玻璃、酚醛泡沫复合的方法来增强聚氨酯硬泡性能。在此基础上，开发更多种类的增强材料，如天然纤维改性、有机合成纤维与纤维-粒子混杂复合改性，聚氨酯泡沫将是未来LNG船用保冷绝热材料的重要方向。开发具有完全自主知识产权的LNG船用聚氨酯深冷保温技术将有力提高相关产业核心竞争力，具有广阔的市场前景。

［1］马小红，大型LNG储罐绝热材料及应用［D］.兰州：兰州理工大学，2012.

［2］李远朋.LNG船的分类及相关技术问题［J］.内蒙古石油化工，2013，（19）：114-116.

［3］陆卫强，陈岗.LNG深冷绝热技术应用研究［J］.造船技术，2007，（1），23-25.

［4］夏敏，李萍，刘俊聪，韩军慧，林淑红，王丹勇，陈以蔚.纤维增强改性聚氨酯泡沫研究进展［J］.工程塑料应用，2015，（6）：137-139.

吴凯丽，任职于红宝丽集团股份有限公司，主要从事聚氨酯材料相关信息的采集与研究工作。