一、企業(yè)概況

    天津重型裝備工程研究有限公司（以下簡(jiǎn)稱一重天研）是中國(guó)一重集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)一重）所屬的科技型子企業(yè)，是中國(guó)一重實(shí)施設(shè)計(jì)與研發(fā)單位南遷以吸引更多人才創(chuàng)業(yè)報(bào)國(guó)背景下，于2004年在天津組建成立的研發(fā)機(jī)構(gòu)，主要由中國(guó)一重原冶金研究所、工藝研究所等合并組建而成。一重天研是國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的“重型技術(shù)裝備國(guó)家工程研究中心”和國(guó)家能源局批準(zhǔn)立項(xiàng)的“國(guó)家能源重大裝備材料研發(fā)中心”的主依托單位，同時(shí)是國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心和國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，天津市技術(shù)領(lǐng)先型企業(yè)、天津市產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院和天津市企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2020年入選國(guó)務(wù)院首批“科改示范企業(yè)”。

    一重天研始終秉承“發(fā)展壯大民族裝備工業(yè)，維護(hù)國(guó)家國(guó)防安全、科技安全、能源安全、產(chǎn)業(yè)安全和經(jīng)濟(jì)安全，代表國(guó)家參與全球競(jìng)爭(zhēng)”的初心和使命，堅(jiān)守“誠(chéng)信務(wù)實(shí)、改革賦能、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、科學(xué)發(fā)展”的經(jīng)營(yíng)理念，積極服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、履行社會(huì)責(zé)任，伴隨著中國(guó)重型裝備制造業(yè)的改革發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級(jí)，一重天研在能源裝備、冶金軋輥、工程材料等領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步，以大型鑄鍛件制造技術(shù)為代表的百余項(xiàng)科技成果應(yīng)用于核電、火電、水電、石化、冶金、礦山、船舶、深潛、軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，以誠(chéng)信建立了堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)和良好的行業(yè)口碑。

    二、案例背景

    玲龍一號(hào)（ACP100）是由中核集團(tuán)研發(fā)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆，是全球首個(gè)通過(guò)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）通用設(shè)計(jì)審查（GDA）的小型模塊化壓水反應(yīng)堆。也是全球首個(gè)開(kāi)工建造的陸上商用模塊化小型壓水堆。由于其創(chuàng)新的特性和先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，玲龍一號(hào)在國(guó)內(nèi)外都引起了廣泛的關(guān)注。

    玲龍一號(hào)反應(yīng)堆核心模塊也被稱作“玲龍之心”，是玲龍一號(hào)的核心部件，是100%的“中國(guó)制造”。該核心模塊采用一體化設(shè)計(jì)，集成了反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器、主泵接管，同時(shí)取消了主管道，使其具有極高的集成性和安全性，能夠有效減少反應(yīng)堆在役檢查的頻次和周期。一體化設(shè)計(jì)也為該核心模塊帶來(lái)了復(fù)雜的外形輪廓和尺寸結(jié)構(gòu)，從而大幅提升了制造難度。

    中國(guó)一重通過(guò)競(jìng)標(biāo)承攬了玲龍一號(hào)反應(yīng)堆核心模塊的制造項(xiàng)目，并將其中的反應(yīng)堆壓力容器主鍛件的開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)交由一重天研負(fù)責(zé)。主鍛件使用RCC-M 標(biāo)準(zhǔn)的錳-鎳-鉬合金鋼16MND5材料進(jìn)行制造，由于“玲龍一號(hào)”主鍛件屬于首次制造，按照RCC-M 標(biāo)準(zhǔn)要求，需要開(kāi)展鍛件制造工藝評(píng)定——增加多處取樣位置，進(jìn)行全方位、全壁厚的性能檢驗(yàn)，并要求全部理化檢驗(yàn)一次性合格。面對(duì)如此艱巨的任務(wù)和從未遇到過(guò)的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)主鍛件，以及苛刻的性能達(dá)標(biāo)要求，技術(shù)人員沒(méi)有過(guò)多的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，鍛件制造方案的制定給技術(shù)人員帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

    三、主要舉措

    為按期保質(zhì)完成核心模塊的制造任務(wù)，一重天研熱加工技術(shù)人員依托數(shù)十年積累的大型鍛件及其制造經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)對(duì)比分析，同時(shí)對(duì)本項(xiàng)目新的指標(biāo)要求進(jìn)行技術(shù)路徑摸索。針對(duì)本項(xiàng)目鍛件壁厚偏大，力學(xué)性能不易達(dá)標(biāo)等難點(diǎn)問(wèn)題，進(jìn)行多方面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和關(guān)鍵點(diǎn)預(yù)測(cè)，并采取多方面風(fēng)險(xiǎn)防控措施，最終制定了新型熱處理工藝方案，并針對(duì)性的調(diào)整了鍛件化學(xué)成分和鋼錠冶煉工藝。為滿足鍛件復(fù)雜的輪廓尺寸要求，并實(shí)現(xiàn)最好的鍛造成型效果，技術(shù)人員采取智能化手段，通過(guò)大量的數(shù)值模擬仿真計(jì)算，制定出最優(yōu)的鍛件成形工藝路線，最終形成了一整套“玲龍一號(hào)”主鍛件熱加工技術(shù)方案。

    支承段筒體鍛件是反應(yīng)堆壓力容器中最核心的部件，也是交貨噸位最大的鍛件，為避免壓力容器服役階段繁重的焊縫在役檢查工作，取消了所有插入焊形式的接管嘴開(kāi)孔，要求鍛件所有接管嘴均整鍛成形，鍛件在成形階段要保證大鋼錠芯部壓實(shí)、全部管嘴近凈成形，對(duì)于鍛件制造工作提出了極高要求，相同重量級(jí)別的此類鍛件，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)制造經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)鍛件上接容器法蘭，下接堆芯筒體，外部焊接四支主泵接管，是整個(gè)壓力容器中集成程度最高的樞紐鍛件，也是整個(gè)壓力容器制造過(guò)程的主線鍛件，直接決定了整個(gè)項(xiàng)目的制造進(jìn)度。它尺寸復(fù)雜，技術(shù)要求嚴(yán)格，使用一支499噸鋼錠進(jìn)行制造。

    鍛件的鍛造成形過(guò)程順利完成，尺寸滿足工藝和圖紙要求。在對(duì)鍛件進(jìn)行初步粗加工后，開(kāi)展了超聲波探傷，探傷結(jié)果顯示，鍛件存在超標(biāo)缺陷，不滿足最終的技術(shù)要求，這個(gè)檢測(cè)結(jié)果猶如晴天霹靂，使整個(gè)團(tuán)隊(duì)陷入了“進(jìn)退兩難”的境地。此時(shí)，距鍛件產(chǎn)品的交貨期已經(jīng)過(guò)去了一大半，打廢重制一方面將會(huì)面臨近800萬(wàn)元的廢品損失，還可能會(huì)因無(wú)法按期交貨造成進(jìn)一步的損失，同時(shí)會(huì)給重制工作造成必須“爭(zhēng)分奪秒”的窘境。此時(shí)，分析超標(biāo)缺陷的性質(zhì)和產(chǎn)生原因變得尤為重要。鍛件是否具有返修合格的可能性，以及鍛件返修對(duì)于整個(gè)反應(yīng)堆壓力容器制造項(xiàng)目的進(jìn)度影響，都需要展開(kāi)綜合分析，以供后續(xù)決策。

    一重天研聯(lián)合制造廠技術(shù)人員對(duì)鍛件前序各階段的制造工藝文件和執(zhí)行記錄進(jìn)行了反復(fù)檢查分析。在對(duì)冶煉、鑄錠、鍛造、鍛后熱處理等工序進(jìn)行逐一排查后，綜合分析認(rèn)為：鑒于UT缺陷的分布特點(diǎn)和聲學(xué)特征，判定該超標(biāo)缺陷主要因?yàn)殄懺旒訜徇^(guò)程中局部溫度過(guò)高，誘發(fā)鍛件晶粒異常長(zhǎng)大，且在后續(xù)的鍛造工序中變形量較小，未能及時(shí)實(shí)現(xiàn)完全的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，隨后的預(yù)備熱處理未能使全部晶粒細(xì)化，最終導(dǎo)致了超聲波探傷不合格。

    針對(duì)上述探傷不合格的原因，技術(shù)人員再次對(duì)鍛件現(xiàn)狀展開(kāi)了周密的分析研究，計(jì)劃通過(guò)技術(shù)糾偏措施，使鍛件達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，并討論制定了鍛件返修方案。借助于數(shù)值模擬仿真方法，計(jì)算出通過(guò)鍛造返修，可使鍛件缺陷位置獲得較大的等效應(yīng)變，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)化晶粒的效果。即通過(guò)對(duì)鍛件局部進(jìn)行再次鍛造，消除導(dǎo)致探傷不合格的鍛件晶粒問(wèn)題，且經(jīng)過(guò)返修的鍛件機(jī)加工余量仍能保證交貨要求。

    在返修方案的最終推演階段，主管技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)指出，鍛件返修過(guò)程需要保證不影響鍛件交貨尺寸，這將導(dǎo)致鍛造變形的實(shí)施受到諸多限制，很可能無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)返修目標(biāo)，如返修后鍛件探傷仍然存在問(wèn)題，將無(wú)法通過(guò)任何方式保證整個(gè)反應(yīng)堆壓力容器制造項(xiàng)目的交貨期。必須要確保返修方案100%的可靠！

    針對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)人員進(jìn)行了多次研討和反復(fù)論證，確保返修方案100%可靠，但因?yàn)椴糠汁h(huán)節(jié)不可控，最終決定放棄返修方案，將這個(gè)大鍛件打廢，重新補(bǔ)制。為確保能夠按期交付“玲龍一號(hào)”核心模塊，一重天研技術(shù)人員逐一排查鍛件制造過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，主動(dòng)放棄休息時(shí)間，進(jìn)行反復(fù)論證、制定防控措施，改進(jìn)多項(xiàng)工藝，同時(shí)加大對(duì)制造過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)力度和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)監(jiān)控，確保按期合格交付鍛件。

    四、實(shí)施效果

    通過(guò)改進(jìn)鍛件的制造工藝，對(duì)支承段筒體鍛件進(jìn)行了補(bǔ)制，在補(bǔ)制件的制造過(guò)程中，技術(shù)人員進(jìn)行了全程的跟蹤與監(jiān)督，并提供了全時(shí)的技術(shù)服務(wù)，確保補(bǔ)制件萬(wàn)無(wú)一失。最終補(bǔ)制件順利按期完成制造，無(wú)損檢測(cè)和理化檢驗(yàn)結(jié)果均滿足技術(shù)要求，為反應(yīng)堆壓力容器后續(xù)的組焊和整體制造打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為反應(yīng)堆核心模塊按期交貨爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。

    2023年7月，“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆核心模塊順利交付用戶現(xiàn)場(chǎng)，中國(guó)一重成為國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)這一堆型核心模塊成功制造的企業(yè)。中國(guó)一重恪守質(zhì)量底線，不越法規(guī)紅線，通過(guò)一點(diǎn)一滴的實(shí)際行動(dòng)，鑄就了誠(chéng)信品質(zhì)、培育了誠(chéng)信文化。通過(guò)可靠的質(zhì)量、誠(chéng)信的行動(dòng)，在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立了良好的口碑。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，牢牢占據(jù)了核反應(yīng)堆壓力容器市場(chǎng)的頭部地位。

    五、經(jīng)驗(yàn)啟示

    誠(chéng)信是企業(yè)的立身之本，也是企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)取得成效的基本前提。中國(guó)一重始終堅(jiān)持誠(chéng)信原則，恪守質(zhì)量底線，不越法規(guī)紅線，嚴(yán)格貫徹核安全理念，加強(qiáng)企業(yè)員工的核安全意識(shí)教育、質(zhì)量意識(shí)教育，在工作過(guò)程中樹(shù)立核安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度辦事、操作。嚴(yán)格貫徹“兩個(gè)零容忍”，確保每一項(xiàng)技術(shù)的可靠性和安全性。

    當(dāng)下正處于核電發(fā)展的黃金時(shí)期，中國(guó)一重將繼續(xù)秉承誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)的理念，實(shí)現(xiàn)公司的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，力爭(zhēng)為國(guó)家的核電事業(yè)和全球能源發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。奮楫再出發(fā)，揚(yáng)帆新征程。中國(guó)一重將以火紅歲月?lián)Q國(guó)之輝煌，以精湛技藝鍛造國(guó)之重器，不懼艱難與險(xiǎn)阻，櫛風(fēng)沐雨向前行，前路漫漫亦燦燦，強(qiáng)核報(bào)國(guó)譜新章！ 

案例創(chuàng)造單位：天津重型裝備工程研究有限公司
案例創(chuàng)造者：李少飛、周巖、李家駒