Im Juli 2026 gab das 725. Forschungsinstitut der China State Shipbuilding Corporation (im Folgenden „725. Institut“) bekannt, dass es die Zertifizierungsprüfung für den in China dicksten (63,5 mm) hochmanganhaltigen austenitischen Stahl erfolgreich abgeschlossen und gleichzeitig den ersten chinesischen Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionstest für diesen Stahl durchgeführt hat. Dies markiert, dass das 725. Institut in den Bereichen Materialentwicklung, Prozessanwendung und Leistungsbewertung von Hochmanganstahl eine ganzheitliche technische Dienstleistungsfähigkeit über die gesamte Wertschöpfungskette aufgebaut hat und damit eine entscheidende Materialunterstützung für die autonome und kontrollierbare Entwicklung von LNG- und Flüssigammoniak-Lager- und Transportausrüstung in China bietet.

Anwendung von Hochmanganstahl steht vor doppelter Herausforderung: „Dicke“ und „Medium“

Hochmanganhaltiger austenitischer Stahl wird aufgrund seiner hervorragenden Tieftemperaturzähigkeit und Wirtschaftlichkeit allgemein als ideales Material für LNG-Tanks (Flüssigerdgas) und Ladetanks von Transportschiffen angesehen. Mit der beschleunigten Umstellung der globalen Schifffahrtsindustrie auf kohlenstofffreie Energiequellen wie Ammoniaktreibstoff steht der traditionelle Hochmanganstahl jedoch vor zwei großen Herausforderungen:

Dickenengpass: Die bestehenden Richtlinien der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) decken nur das Zertifizierungssystem für Hochmanganstahl mit einer maximalen Dicke von 40 mm ab. Mit der Entwicklung hin zu immer größeren LNG- und Flüssigammoniak-Transportschiffen steigt der Bedarf an Stahlplatten mit größeren Dicken (≥50 mm), es fehlen jedoch die entsprechenden Zertifizierungsstandards und Testdaten.

Unbekannte Medienkompatibilität: Ammoniak (NH₃) als neuartiger kohlenstofffreier Schiffskraftstoff ist stark korrosiv. Schlüsseldaten zur Langzeitgebrauchstauglichkeit von Hochmanganstahl in flüssigem Ammoniak, zur Spannungsrisskorrosionsempfindlichkeit und zur Entwicklung der Tieftemperaturzähigkeit sind weltweit nicht vorhanden. Ob er sicher für die Lagerung und den Transport von flüssigem Ammoniak eingesetzt werden kann, ist die entscheidende Frage dafür, ob Hochmanganstahl vom LNG-Bereich auf den zukünftigen Markt für kohlenstofffreie Kraftstofftransporte ausgeweitet werden kann.

63,5 mm dicke Platte + Korrosionsdaten aus sechs Ammoniakumgebungen: Mehrere chinesische Premieren

Die vom 725. Institut durchgeführte Zertifizierungsprüfung verwendete eine Plattendicke von 63,5 mm, die die Obergrenze von 40 mm der IMO-Richtlinie überschreitet. Gleichzeitig forderte der Kunde ausdrücklich die Durchführung von Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionstests gemäß den neuesten Spezifikationen. Angesichts der doppelten Herausforderung „Extremdicke + neues Medium“ studierten die Techniker des 725. Instituts systematisch die Anforderungen verschiedener Normen, kommunizierten intensiv mit mehreren Klassifikationsgesellschaften und entwickelten auf Basis ihrer praktischen Erfahrungen im Bereich Materialprüfung eigenständig ein umfassendes Testprogramm, das Schweißverfahren, Tieftemperatureigenschaften, Rissstopptests und Korrosionstests umfasste, und erhielten erfolgreich die Zustimmung aller Klassifikationsgesellschaften.

Zertifizierung der extrem dicken Platte: Durchbruch über die IMO-Richtlinie hinaus

Der Erfolg der Zertifizierung der 63,5 mm dicken Platte bedeutet, dass das 725. Institut ein vollständiges Bewertungssystem für den gesamten Prozess von hochmanganhaltigem Stahl in extrem dicken Abmessungen beherrscht:

Bewertung des Schweißverfahrens: Etablierung von Schweißverfahrensspezifikationen und Bewertungsmethoden, die für extrem dicke Platten geeignet sind;

Verifizierung der Tieftemperatureigenschaften: Durchführung eines vollständigen Satzes mechanischer Eigenschaftstests (Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit usw.) im Flüssigstickstofftemperaturbereich von minus 196 Grad Celsius;

Durchbruch beim Rissstopptest: Durchführung eines Tieftemperatur-Rissstopptests bei minus 165 Grad Celsius, einem Schlüsselindikator zur Bewertung der Fähigkeit extrem dicker Platten, Risse bei extrem niedrigen Temperaturen zu stoppen, was direkt die strukturelle Sicherheit großer Tanks betrifft.

Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionstest: Erster in China, schließt Datenlücke

Der Kernpunkt dieses Tests – der erste chinesische Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionstest für hochmanganhaltigen austenitischen Stahl – wurde gemäß den neuen Vorschriften in zwei Runden, fünf Chargen und unter sechs verschiedenen Ammoniakumgebungen durchgeführt, wodurch schließlich die ersten chinesischen Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionsdaten für hochmanganhaltigen austenitischen Stahl gewonnen wurden.

Der strategische Wert dieser Daten liegt darin:

Bereitstellung einer direkten Testgrundlage für die Anwendung von Hochmanganstahl in Flüssigammoniaktanks, Ammoniakbrennstofftanks usw.;

Bereitstellung entscheidender Daten zur Unterstützung der Zertifizierung durch Klassifikationsgesellschaften und der Überarbeitung der IMO-Vorschriften;

Positionierung Chinas an der Weltspitze der globalen Forschung zur Eignung von Hochmanganstahl für Ammoniakbrennstoffe.

Von der Nachahmung zur Führung: Fähigkeiten über die gesamte Wertschöpfungskette

Der Erfolg dieser Zertifizierungsprüfung ist das Ergebnis der kontinuierlichen und intensiven Arbeit des 725. Instituts im Bereich Hochmanganstahl in den letzten fünf Jahren.

Bereits im April 2022 startete das 725. Institut die Forschung und Anwendung von hochmanganhaltigem austenitischem Stahl, baute in Zusammenarbeit mit der China Classification Society und chinesischen Stahlunternehmen eine kollaborative Plattform für die Wertschöpfungskette von Hochmanganstahl auf und trieb systematisch die Kern technologieentwicklung vom Stranggussverfahren über die Schweißzusatzwerkstoffanpassung bis hin zur Tankfertigung voran.

Durch gemeinsame Anstrengungen gelang dem 725. Institut die erste chinesische und weltweit zweite Werkszertifizierung für Hochmanganstahlprodukte, wodurch das technologische Monopol des Auslands gebrochen wurde. Es leitete die Erstellung von Gruppenstandards und Anwendungsleitfäden und realisierte so eine originäre Innovation über die gesamte Wertschöpfungskette vom Material bis zur technischen Anwendung.

Der Erfolg dieser Zertifizierungsprüfung zeigt, dass das 725. Institut diese Fähigkeiten über die gesamte Wertschöpfungskette von der „Materialherstellung“ auf die „Verifizierung unter extremen Betriebsbedingungen“ ausgeweitet hat und so einen vollständigen Kreislauf von der Materialentwicklung über die Prozessanwendung und Leistungsbewertung bis zur Standarderstellung geschlossen hat.

Von LNG zu Flüssigammoniak: Öffnung der „Materialtür“ für die Lagerung und den Transport kohlenstofffreier Kraftstoffe

Große LNG-Tanks: Zertifizierung extrem dicker Platten eröffnet Marktchancen

Der Erfolg der Zertifizierung der 63,5 mm dicken Platte schafft die materielle Grundlage für die Anwendung von inländischem Hochmanganstahl in extrem großen LNG-Tanks (Einzeltankkapazität über 270.000 Kubikmeter). Mit dem anhaltenden Wachstum des globalen LNG-Handels wird die inländische Substitution extrem dicker Hochmanganstahlplatten die Baukosten von Tanks erheblich senken und die Fähigkeit Chinas zur autonomen und kontrollierbaren Entwicklung in der gesamten LNG-Wertschöpfungskette verbessern.

Flüssigammoniak-Transportschiffe und -Tanks: Sicherung einer Vorreiterrolle bei kohlenstofffreien Kraftstoffen

Die Schifffahrtsindustrie beschleunigt die Umstellung auf Ammoniaktreibstoff. Es wird erwartet, dass die weltweiten Bestellungen für ammoniakbetriebene Schiffe bis 2030 stark steigen werden. Ob Hochmanganstahl sicher in einer Flüssigammoniak-Umgebung eingesetzt werden kann, ist der Schlüsselfaktor dafür, ob er vom LNG-Bereich auf den Ammoniaktransportmarkt ausgeweitet werden kann. Die vom 725. Institut gewonnenen ersten chinesischen Ammoniak-Kompatibilitätsdaten beseitigen das kritischste technische Hindernis für die Anwendung von chinesischem Hochmanganstahl in der Flüssigammoniak-Lager- und Transportausrüstung.

Standards und Mitspracherecht: Vom „Ausführenden“ zum „Gestalter“

Das 725. Institut hat bereits die Erstellung von Gruppenstandards und Anwendungsleitfäden für Hochmanganstahl geleitet. Der Erfolg der Zertifizierung extrem dicker Platten und der Ammoniak-Kompatibilitätstests wird eine starke Unterstützung für seine Beteiligung an der Überarbeitung der IMO-Vorschriften und der Erstellung einheitlicher Anforderungen internationaler Klassifikationsgesellschaften bieten und die Verbreitung der chinesischen Hochmanganstahl-Technologiestandards in der Welt vorantreiben.

Monopol brechen, Lücken schließen, Standards setzen

Vom Start der kollaborativen Forschung und Entwicklung entlang der Wertschöpfungskette für Hochmanganstahl im Jahr 2022 über den Abschluss der ersten chinesischen Werkszertifizierung im Jahr 2024 bis hin zur Zertifizierung der 63,5 mm dicken Platte und dem ersten chinesischen Ammoniak-Kompatibilitätstest im Jahr 2026 – das 725. Institut hat in vier Jahren einen Dreisprung von der „Materiallokalisierung“ über die „Verifizierung unter extremen Betriebsbedingungen“ bis zur „Standard setzenden Führung“ für Hochmanganstahl vollzogen.

Mit dem erfolgreichen Abschluss der Zertifizierungsprüfung für den in China dicksten hochmanganhaltigen austenitischen Stahl und der gleichzeitigen Gewinnung der ersten chinesischen Ammoniak-Kompatibilitäts-Korrosionsdaten hat das 725. Institut die doppelten Anwendungshürden für Hochmanganstahl in extrem dicken Abmessungen und unter neuen kohlenstofffreien Kraftstoffumgebungen überwunden. Dies markiert, dass China im Bereich Hochmanganstahl eine originäre Innovationsfähigkeit über die gesamte Wertschöpfungskette von der Materialentwicklung über die Prozessanwendung und Leistungsbewertung bis zur Standarderstellung aufgebaut hat und damit eine solide Grundlage für die autonome und kontrollierbare Entwicklung von LNG- und Flüssigammoniak-Lager- und Transportausrüstung bietet.