一、企業(yè)概況

    天津重型裝備工程研究有限公司（以下簡稱一重天研）是中國一重集團有限公司（以下簡稱中國一重）所屬的科技型子企業(yè)，是中國一重實施設(shè)計與研發(fā)單位南遷以吸引更多人才創(chuàng)業(yè)報國背景下，于2004年在天津組建成立的研發(fā)機構(gòu)，主要由中國一重原冶金研究所、工藝研究所等合并組建而成。一重天研是國家發(fā)改委批準立項的“重型技術(shù)裝備國家工程研究中心”和國家能源局批準立項的“國家能源重大裝備材料研發(fā)中心”的主依托單位，同時是國家企業(yè)技術(shù)中心和國家高新技術(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)重點實驗室，2020年入選國務(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)，維護國家國防安全、科技安全、能源安全、產(chǎn)業(yè)安全和經(jīng)濟安全，代表國家參與全球競爭”的初心和使命，堅守“誠信務(wù)實、改革賦能、創(chuàng)新驅(qū)動、科學發(fā)展”的經(jīng)營理念，積極服務(wù)國家戰(zhàn)略、履行社會責任，伴隨著中國重型裝備制造業(yè)的改革發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級，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)進步，以大型鑄鍛件制造技術(shù)為代表的百余項科技成果應(yīng)用于核電、火電、水電、石化、冶金、礦山、船舶、深潛、軍工等國民經(jīng)濟和國防建設(shè)，填補了多項國內(nèi)技術(shù)空白，以誠信建立了堅實的發(fā)展基礎(chǔ)和良好的行業(yè)口碑。

    二、案例背景

    玲龍一號（ACP100）是由中核集團研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆，是全球首個通過國際原子能機構(gòu)（IAEA）通用設(shè)計審查（GDA）的小型模塊化壓水反應(yīng)堆。也是全球首個開工建造的陸上商用模塊化小型壓水堆。由于其創(chuàng)新的特性和先進的設(shè)計理念，玲龍一號在國內(nèi)外都引起了廣泛的關(guān)注。

    玲龍一號反應(yīng)堆核心模塊也被稱作“玲龍之心”，是玲龍一號的核心部件，是100%的“中國制造”。該核心模塊采用一體化設(shè)計，集成了反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器、主泵接管，同時取消了主管道，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)計也為該核心模塊帶來了復(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。

    中國一重通過競標承攬了玲龍一號反應(yīng)堆核心模塊的制造項目，并將其中的反應(yīng)堆壓力容器主鍛件的開發(fā)和制造技術(shù)交由一重天研負責。主鍛件使用RCC-M 標準的錳-鎳-鉬合金鋼16MND5材料進行制造，由于“玲龍一號”主鍛件屬于首次制造，按照RCC-M 標準要求，需要開展鍛件制造工藝評定——增加多處取樣位置，進行全方位、全壁厚的性能檢驗，并要求全部理化檢驗一次性合格。面對如此艱巨的任務(wù)和從未遇到過的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)主鍛件，以及苛刻的性能達標要求，技術(shù)人員沒有過多的經(jīng)驗可以借鑒，鍛件制造方案的制定給技術(shù)人員帶來巨大的挑戰(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)驗展開對比分析，同時對本項目新的指標要求進行技術(shù)路徑摸索。針對本項目鍛件壁厚偏大，力學性能不易達標等難點問題，進行多方面風險評估和關(guān)鍵點預(yù)測，并采取多方面風險防控措施，最終制定了新型熱處理工藝方案，并針對性的調(diào)整了鍛件化學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，通過大量的數(shù)值模擬仿真計算，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”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、全部管嘴近凈成形，對于鍛件制造工作提出了極高要求，相同重量級別的此類鍛件，國內(nèi)外尚無制造經(jīng)驗。這個鍛件上接容器法蘭，下接堆芯筒體，外部焊接四支主泵接管，是整個壓力容器中集成程度最高的樞紐鍛件，也是整個壓力容器制造過程的主線鍛件，直接決定了整個項目的制造進度。它尺寸復(fù)雜，技術(shù)要求嚴格，使用一支499噸鋼錠進行制造。

    鍛件的鍛造成形過程順利完成，尺寸滿足工藝和圖紙要求。在對鍛件進行初步粗加工后，開展了超聲波探傷，探傷結(jié)果顯示，鍛件存在超標缺陷，不滿足最終的技術(shù)要求，這個檢測結(jié)果猶如晴天霹靂，使整個團隊陷入了“進退兩難”的境地。此時，距鍛件產(chǎn)品的交貨期已經(jīng)過去了一大半，打廢重制一方面將會面臨近800萬元的廢品損失，還可能會因無法按期交貨造成進一步的損失，同時會給重制工作造成必須“爭分奪秒”的窘境。此時，分析超標缺陷的性質(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，以及鍛件返修對于整個反應(yīng)堆壓力容器制造項目的進度影響，都需要展開綜合分析，以供后續(xù)決策。

    一重天研聯(lián)合制造廠技術(shù)人員對鍛件前序各階段的制造工藝文件和執(zhí)行記錄進行了反復(fù)檢查分析。在對冶煉、鑄錠、鍛造、鍛后熱處理等工序進行逐一排查后，綜合分析認為：鑒于UT缺陷的分布特點和聲學特征，判定該超標缺陷主要因為鍛造加熱過程中局部溫度過高，誘發(fā)鍛件晶粒異常長大，且在后續(xù)的鍛造工序中變形量較小，未能及時實現(xiàn)完全的動態(tài)再結(jié)晶，隨后的預(yù)備熱處理未能使全部晶粒細化，最終導(dǎo)致了超聲波探傷不合格。

    針對上述探傷不合格的原因，技術(shù)人員再次對鍛件現(xiàn)狀展開了周密的分析研究，計劃通過技術(shù)糾偏措施，使鍛件達到技術(shù)指標要求，并討論制定了鍛件返修方案。借助于數(shù)值模擬仿真方法，計算出通過鍛造返修，可使鍛件缺陷位置獲得較大的等效應(yīng)變，從而實現(xiàn)細化晶粒的效果。即通過對鍛件局部進行再次鍛造，消除導(dǎo)致探傷不合格的鍛件晶粒問題，且經(jīng)過返修的鍛件機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)致鍛造變形的實施受到諸多限制，很可能無法完全實現(xiàn)返修目標，如返修后鍛件探傷仍然存在問題，將無法通過任何方式保證整個反應(yīng)堆壓力容器制造項目的交貨期。必須要確保返修方案100%的可靠！

    針對這一風險，技術(shù)人員進行了多次研討和反復(fù)論證，確保返修方案100%可靠，但因為部分環(huán)節(jié)不可控，最終決定放棄返修方案，將這個大鍛件打廢，重新補制。為確保能夠按期交付“玲龍一號”核心模塊，一重天研技術(shù)人員逐一排查鍛件制造過程中的風險點，主動放棄休息時間，進行反復(fù)論證、制定防控措施，改進多項工藝，同時加大對制造過程的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)力度和風險點監(jiān)控，確保按期合格交付鍛件。

    四、實施效果

    通過改進鍛件的制造工藝，對支承段筒體鍛件進行了補制，在補制件的制造過程中，技術(shù)人員進行了全程的跟蹤與監(jiān)督，并提供了全時的技術(shù)服務(wù)，確保補制件萬無一失。最終補制件順利按期完成制造，無損檢測和理化檢驗結(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實基礎(chǔ)，為反應(yīng)堆核心模塊按期交貨爭取了寶貴的時間。

    2023年7月，“玲龍一號”反應(yīng)堆核心模塊順利交付用戶現(xiàn)場，中國一重成為國內(nèi)首家實現(xiàn)這一堆型核心模塊成功制造的企業(yè)。中國一重恪守質(zhì)量底線，不越法規(guī)紅線，通過一點一滴的實際行動，鑄就了誠信品質(zhì)、培育了誠信文化。通過可靠的質(zhì)量、誠信的行動，在行業(yè)內(nèi)樹立了良好的口碑。在激烈的市場競爭中，牢牢占據(jù)了核反應(yīng)堆壓力容器市場的頭部地位。

    五、經(jīng)驗啟示

    誠信是企業(yè)的立身之本，也是企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、參與市場競爭取得成效的基本前提。中國一重始終堅持誠信原則，恪守質(zhì)量底線，不越法規(guī)紅線，嚴格貫徹核安全理念，加強企業(yè)員工的核安全意識教育、質(zhì)量意識教育，在工作過程中樹立核安全意識、質(zhì)量意識，嚴格按照技術(shù)標準和規(guī)章制度辦事、操作。嚴格貫徹“兩個零容忍”，確保每一項技術(shù)的可靠性和安全性。

    當下正處于核電發(fā)展的黃金時期，中國一重將繼續(xù)秉承誠信經(jīng)營的理念，實現(xiàn)公司的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，力爭為國家的核電事業(yè)和全球能源發(fā)展作出更大的貢獻。奮楫再出發(fā)，揚帆新征程。中國一重將以火紅歲月?lián)Q國之輝煌，以精湛技藝鍛造國之重器，不懼艱難與險阻，櫛風沐雨向前行，前路漫漫亦燦燦，強核報國譜新章！ 

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