LNG加注船焊接工艺重点专利及重点企业分析

大型液化天然气船(LNG船)是当前国际造船界公认的“船舶建造皇冠上的明珠”，是技术密集、资金密集、劳动力密集的高风险船舶。LNG技术要求极高，设计领域几乎都是专利技术，即使日、韩船厂建造的LNG船采用的仍然是欧洲的专利技术。目前世界上仅有韩国、日本、欧洲少数船厂能够建造。

随着季节变化，我国内陆河流、湖泊的水位差和航道宽度变化较大，这导致了LNG动力船舶存在燃料加注困难的问题。我国工业界针对该问题提出了一种介于岸基式加注站与加注船之间的新概念船型，即LNG加注船[1]。近年来我国已建造了数艘该种加注船，并已有实船正式投入运营[2]。

识别重点专利对于企业或发明人进行技术布局具有重要意义，可以把握先进技术获取市场领先地位，掌握重要技术突破工作难点。重点专利的筛选具有几项原则：(1)专利施引频次：如果一件专利被引用的次数越多，则说明其可能在产业链中所处的位置较为关键，一定程度上反映该专利在某领域研发中的基础性、引导作用。(2)引用的在先文献数量：引用的专利数量较多，可反映一件专利考虑问题的全面性。(3)专利同族的情况：专利进入的国家越多、越主要，说明创新主体对该专利的重视程度越高，也可反映一件专利的重要性。(4)重要申请人信息：领域内的重要申请人往往掌握着所属领域大量的重要技术和核心技术，相应地，领域内重要申请人专利申请的重要性程度往往较高。(5)是否存在欧美的无效、异议、诉讼、转让信息：这些信息代表着多个创新主体对一件专利的关注情况。(6)是否存在授权文本：存在授权文本的专利代表着一定的创新性。(7)专利维持年限：由于专利年费随着维持年限的长度阶段性增长，专利维持年限越长，创新主体需花费越多的费用，从而反映出创新主体对该专利所带来的价值的认可。(8)技术方案本身的技术判断。

一、专利IPC分类申请趋势

利用检索式在智慧芽(incoPat)中进行检索，共获得337件在全球申请的关于LNG加注船领域的焊接工艺相关专利，本文遵循重点专利筛选原则对专利情况进行分析。

图1给出了LNG燃料加注船焊接领域主要技术分支的申请趋势。从总体来看，焊接领域的相关专利申请较少，但是不同技术类别之间的专利申请量存在差异。1994年以前，B63B25(载荷处理装置，例如堆放，平衡；以其为特征的船只)，F17C13(容器或容器装填排放的零部件)和F17C3(非压力容器)技术得到了一定程度的发展，但是后期发展乏力，尤其在2000年到2009年之间焊接领域的各技术专利申请水平普遍偏低。随着经济的发展以及企业对专利技术的重视，近年来各技术又出现了相关专利的申请。

图1 焊接工艺领域专利IPC分类申请趋势图2 焊接工艺领域专利重点技术

二、重点技术分析

图2给出了LNG燃料加注船焊接工艺领域的全球分布。由图可知，焊接领域的申请主要集中在B63B(船舶或其他水上船只；船用设备)小类和F17C(盛装或贮存压缩的、液化的或固化的气体容器)，其中B63B小类共申请147件，F17C小类共申请111件。其中，B63B小类在前十位技术构成中占了3个，分别为B63B25(载荷处理装置；以其为特征的船只)、B63B9(其他类目不包括的船只设计、建造、保养、改装、重新装配、修理或测定性能的方法)、B63B27(船上货物装卸或乘客上下设备的配置)，分别占比18.59%、7.91%、7.69%；F17C小类在前十位技术构成中占了4个，分别为F17C13(容器或容器装填排放的零部件)、F17C3(非压力容器)、F17C1(压力容器)、F17C7(从压力容器内排放液化、固化或压缩气体的其他小类内不包含的方法或设备)，分别占比15.81%、13.68%、7.69%、7.05%，说明焊接领域的专利多以船用装置零部件为主，其中载荷处理装置、容器或容器装填排放的零部件等相关专利申请较多，说明在焊接领域的B63B25与F17C13技术是其研发的重点和热点。其他技术分支，包括B23K9、B23K35等技术分支的申请差距并不大。

三、申请人技术对比

图3给出了LNG燃料加注船焊接领域专利申请人技术对比。由图可知，各公司对加注船焊接领域专利的申请多集中于B63B25大组，尤其是(现代重工业有限公司)、(三星重工业股份有限公司)、MCDonNELL DOUGLAS CORP这3家公司，在B63B25大组上的申请量高于其他分支技术的申请量；而EXXonMOBILUPSTREAM RESEARCH COMPANY、EXXON PRODUCTION RESEARCH COMPANY、江苏长隆石化装备有限公司、中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司这几家公司对F17C13的技术的申请量较多。综上各公司在焊接领域都存在相应的技术热点，但总体来看，多数公司热衷于对B63B25和F17C13技术的研发。

四、重点申请人及关键技术分析

图3 焊接工艺领域专利申请人技术对比图4 焊接工艺领域专利重点申请人分析

针对LNG燃料加注船焊接领域的专利重点申请人进行分析。由图3-4-4可知，全球排名前15的申请人共申请专利127件，占据全部申请量的37.68%，而排名前列的沪东中华造船(集团)有限公司与韩国大宇造船海洋株式会社申请量均为20件，占比均为4.45%，属于第一梯队，另外这两家公司技术领域分布较广，且团队研发实力较强，是焊接领域的风向标；韩国的三星重工业股份有限公司申请量为15件，占比1.13%，属于第二梯队；现代重工业公司、麦道公司和埃克森石油生产研究公司申请量均为9件，属于第三梯队。

在全球排名前15位的主要申请人中，中国占有3家，分别是沪东中华造船(集团)有限公司、上海交通大学和江苏长隆石化装备有限公司，其申请量分别为20件、5件和5件，总申请量占全球主要申请人的8.90%，仅次于韩国和日本。

表1 加注船焊接工艺领域重点专利列表

的KR200446733Y1涉及自动旋转氩弧焊设备。该专利的自动旋转tig焊接设备便于制造。由于薄的旋转体围绕轴构成，所以装置很轻。并且由于传导冷却，焊炬体内部不会发生腐蚀。不会发生由冷却水引起故障。

的KR1020080014514A提供均匀的焊接密封壁焊接装置和LNG罐的密封壁自动焊接装置的固定夹具的方法，该密封壁能够在密封壁上安装磁性材料或自动焊接装置，解决了固定自动焊接装置的固定夹具的安装问题。

上海焊接器材有限公司的CN103753051B公开了一种焊接LNG船储罐用9Ni钢的新渣系电焊条，包括焊芯及裹覆于焊芯表面的药皮，焊芯的成分及其含量。将各成分的粉料按照比例与占药皮总质量22%～30%的水玻璃均匀混合，送入压涂机内将其裹覆于焊芯上，经过低温烘焙以及高温烘焙后制备成功。

沪东中华造船(集团)有限公司的CN101875157B公开了一种用于液化天然气船上的殷瓦管的装焊方法，该方法相对于现有技术具有装焊质量稳定，装焊效率高的优点。

沪东中华造船(集团)有限公司的CN100443231C涉及一种液化天然气船用殷瓦三面体的装焊方法，包括殷瓦三面体的装配方法和殷瓦三面体的焊接方法，所述的殷瓦三面体的焊接方法将拼装完成的殷瓦三面体的四个焊接区域采用对角错位进行焊接的方法。

沪东中华造船(集团)有限公司的CN207147724U公开了一种LNG船CM节点专用焊缝检验工具，该检验工具包括多面体真空罩，其内部支撑结构及筋板使结构强度更大，不易损坏；与CM节点周边钢板贴合度高，便于使用；重量轻，小巧灵便。

可以看出，焊接领域的专利申请主要掌握在中国和韩国的大型企业手中。焊接领域的专利技术前期关注自动焊接、殷瓦三面体及殷瓦管装焊。近期的焊接技术聚焦于焊缝检测技术以及焊接性能的提升上如应用新型焊条增加电弧稳定性。

五、结语

加注焊接领域的相关专利申请较少，不同技术类别之间的专利申请量存在差异。1994年以前，B63B25(载荷处理装置，例如堆放，平衡；以其为特征的船只)，F17C13(容器或容器装填排放的零部件)和F17C3(非压力容器)技术得到了一定程度的发展，但是后期发展乏力。焊接领域的申请主要集中在B63B小类和F17C，B63B小类下B63B25、B63B9、B63B27是专利研发及申请热点。接技术主要涉及船舶、浮动、容器和固定装置等方面。另外低温绝热、压水式技术等也出现少量专利申请。沪东中华造船(集团)有限公司、(大宇造船海洋株式会社)、(三星重工业股份有限公司)、(现代重工业有限公司)、EXXOON PRODUCTION RESEARCH COMPANY在焊接领域研究方向较多，且在技术方向上有所交叉。