牢牢掌握具有自主知識產權的核心技術,是中國核電企業的“命門”所在。一直以來,東方電氣集團所屬東方武核激光焊接團隊通過自主研發,創新金屬反射層智能激光焊接等關鍵技術,將不可能變為可能,交出了一份“破難題”的自主創新高分答卷。
破難題,核心工藝開先例
雙聯管、半方管作為堆內構件的核心部件,具有數量多、精度要求高等特點。每臺民用核電堆內構件有552組雙聯管、69組半方管。此前,雙聯管、半方管的焊接只能采用進口設備——真空電子束焊機進行焊接。
曾經,東方武核僅有一臺從法國進口的真空電子束焊接機。由于長期超負荷運轉,焊機運行不穩定,核心部件損壞后需寄往法國進行維修,維修成本高、周期長,成為了制約產品按時履約交付的瓶頸。
為保障項目的按期保質交付,東方武核面臨兩個選擇:一是再購買同樣型號的進口真空電子束焊機;二是采用國產化焊接設備,自主開發新的焊接工藝,在根本上解決真空電子束焊機設備的“卡脖子”問題。
為滿足批量化生產需求和高質量發展要求,經過深思熟慮后,2020年10月,東方武核以新制勝,做出一個大膽的決定:用國產設備代替進口設備,突破現有工藝路線,開發高能束激光焊工藝。這在行業中此前尚無先例。
與真空電子束焊接工藝相比,高能束激光焊易出現氣孔、裂紋、未焊透等缺陷,工藝開發難度極大。但是,團隊人員都清楚,這次不得不背水一戰。“遇到看似不可能的任務,任務本身就是最大的動力。”東方武核激光焊接團隊成員浦春梅鼓勵著隊友,也激勵著自己。
激光焊接團隊歷經沒日沒夜的研究分析、反復試驗,從參數試驗、性能測驗、功能驗證,再到樣件焊接、工藝開發的每一步,都制定了具體詳實的方案,進行實時動態跟蹤。
東方武核激光焊工藝開發課題小組成立青年突擊隊
在經過成千上百次的文獻查閱、交流研討和工藝試驗后,高能束激光焊工藝開發初見成效,團隊終于焊出了符合要求的焊縫,焊接性能一次性合格。
最終,高能束激光焊工藝最終贏得了工藝評審專家的一致認可,與真空電子束焊接相比,效率提升了33%,有效攻克了產能瓶頸,提升了履約能力。
賽工期,技術攻關強履約
面對某重大項目“提前3個月交付”的緊急通知,東方武核認識到,必須肩負起鑄造“大國重器”的責任和使命,迎難而上,務期必成。
與工期賽跑更是一場技術上的接力跑。堆芯圍筒作為核電堆內構件的關鍵大型部件,也是項目履約的關鍵,焊接要求高、工作量大,本就緊張的生產周期變得更加困難。
東方武核激光焊接團隊立下了“軍令狀”:在不降低質量的前提下將堆芯圍筒焊接時間從50個工作日縮短至15個工作日內,全力以赴助力項目履約。這個決定,意味著目標20毫米的厚板需一次性焊透。這在核電設備制造領域沒有先例,難度可想而知。
激光焊接團隊從分析產品關鍵指標切入,以參數開發、氣體保護、焊接工裝、模擬仿真等環節為抓手開啟接力賽,全面研究激光焊工藝。攻關期間,團隊成員們主動放棄休息時間,加班加點進行技術研究、搶奪生產工期。
靠著這股子“拼”勁,團隊終于焊出了符合要求的焊縫,焊接一次性合格,產品焊接周期從50個工作日超預期縮短為10個工作日,比計劃目標還壓縮了5個工作日,保障了重大項目的按期交付。
守質量,嚴慎細實鑄重器
“在核電行業,嚴謹必須時刻放在第一位。問題發生的概率,只能是零。”回想激光焊工藝開發的那些日子,東方武核焊工蘇萬志如此感慨道。
2022年6月,作為整體堆芯圍筒研制項目實驗堆焊接實驗負責人,為突破核島主設備行業最大厚度的堆芯圍筒激光焊工藝,蘇萬志帶領團隊進行模擬件試驗。
試驗前期各項工作進展順利,而每一項突破背后,都是試驗失敗與調整方案的反復拉扯。每當團隊成員陷入困境,作為試驗負責人,蘇萬志總能鼓起信心,組織成員復盤反思,快速投入新一輪試驗,重塑公司上下對激光焊工藝開發的信心。“關關難過關關過,大家還是挺過來了。”蘇萬志說。
東方武核蘇萬志正在進行金屬反射層激光焊接
2024年2月,武漢連續多日遭遇凍雨天氣,寒冷天氣對焊接工作正常開展帶來不小挑戰,而寧德項目金屬反射層下部焊接任務迫在眉睫。由于金屬反射層結構復雜,焊接過程中需要不斷變位,焊接可達性不佳,任務難度極大。
蘇萬志再次站了出來。8條焊縫,每條長達4米,精確度要求極高,他每天以焊槍為針,從早到晚在焊縫間小心翼翼地“穿針引線”。“回想起來,那段時間的壓力真的挺大的,但為了質量和安全,我覺得值得。”蘇萬志回憶道。
與蘇萬志一同作戰的,還有年輕的焊接技術骨干杜凡。為了提高效率,杜凡全天跟進現場情況,只為更快解決工藝評定問題,“蘇工焊接任務重,年輕人應該多挑擔子,及時反饋及時解決,讓焊接效率更高。”
功夫不負有心人,激光焊團隊的全力攻堅收獲了豐碩的成果:比原計劃提前完工交付,于2024年7月獲得湖北省優秀質量管理實踐標桿,這一榮譽照亮了激光焊工藝研發的前行之路。
目前,東方武核激光焊接工藝已應用于“國家名片”華龍一號堆內構件、“移動核能充電寶”玲龍一號堆內構件、“最強移動電源”華鯤一號堆內構件上。
面對發展難題,東方武核以“問”為“題”,以新技術解決新難題,將發展“問號”拉直為發展“驚嘆號”,成為東方電氣集團內首家獲得國家級專精特新重點“小巨人”企業。
一道道焊接光芒,是捍衛重器的誓言;一次次火花飛濺,都是智慧與堅韌的交織。未來,東方武核將繼續發揚“不怕犧牲、敢于勝利,堅韌不拔、艱苦創業,自主創新、勇攀高峰”的東汽精神,堅定不移踐行“技術領先”戰略,主動把責任“焊”進每一項產品,為集團公司加快建設世界一流企業筑牢根基。