2019年10月16日下午,由伊萊特能源裝備股份有限公司制造的“直徑15.6米奧氏體不銹鋼鍛環”從該公司成功發運,標志著伊萊特制造的2件全球最大整體鍛環正式完成。
記者從現場看到,運送該整體鍛環的拖車共有48個車輪,操作人員可以對車輪的轉向及拖車的前后高度進行獨立控制。整個拖車運輸時需要占用5個車道,在公安交警部門的護送下,這件大國重器高高聳立,沿途車輛和群眾也紛紛投來好奇的目光,整個運送過程煞是壯觀。
直徑15.6米奧氏體不銹鋼鍛環,由伊萊特與中國原子能院、中科院金屬所李依依院士團隊共同研發,從2016年項目立項開始到正式交付總計花費了近4年的時間,期間項目團隊先后完成2米、5米、等截面模擬件;直徑16米設備能力驗證件;一件直徑15.6米等比例試驗,以及2件直徑15.6米的正式工程件。這一項目打破了三個世界紀錄:
一是首次實現230噸級金屬坯分級構筑,增材制造;
二是成為單體最重的奧氏體不銹鋼鍛件;
三是成為直徑最大的奧氏體不銹鋼整體鍛環。
該項目采用了國際先進的綠色鍛造技術,即使用“增材制造+近凈成型”的方式,在極大減少材料、能源的消耗的基礎上,同時提高了超大型鍛件均質化制造地難題,具備世界領先水平。
所謂增材制造,是指不同于傳統大鍛件使用的原材料,本次整體鍛環制造使用了一項李依依原始團隊首創的“金屬構筑”技術,研發團隊為每個鍛環使用了50多塊小型板坯,經過特殊焊接,在高溫高壓狀態下,讓這50多塊獨立的小型板坯重新“生長”成為一塊整體的原材料,由于小型板坯制造時更容易控制,更容易做到均質化,這一技術成功避免了傳統百噸級大鋼錠制造時經常遇到的元素不均、中心疏松、縮孔等問題,鍛件質量也隨之得以更高。
而近凈成型制造,顧名思義就是鍛件的毛坯接近于最終成品,使用近凈成型加工的優點是材料損失少,能源消耗少,加工周期縮短。本次整體鍛環使用的軋環機也是全球同類設備中最大的一臺。而按照傳統技術,如此大尺寸的工件只能使用分段焊接的方式。但本次制造,由于使用了近凈成型、整體軋制的技術,整個工件一體成型,近50米的工件周長上沒有一道縫隙,避免了焊接部位存在的不確定性,從而使整個工件的可靠性得以大大提高。
據了解,這件超大鍛環將用于我國最新的核電技術中,在其上邊將承受反應堆7000噸的構件重量,可以說是整個反應堆的基礎。而這一產品本身也打破了三個世界紀錄:一是在世界范圍內首次實現200噸級金屬坯的分級構筑,增材制造;二是成為世界單體最重的奧氏體不銹鋼鍛件;三是成為世界直徑最大的無縫整體鍛環。這也標著著我國在材料構筑制備和超大鍛環制造上進入國際領先水平。