一、企业概况

    天津重型装备工程研究有限公司（以下简称一重天研）是中国一重集团有限公司（以下简称中国一重）所属的科技型子企业，是中国一重实施设计与研发单位南迁以吸引更多人才创业报国背景下，于2004年在天津组建成立的研发机构，主要由中国一重原冶金研究所、工艺研究所等合并组建而成。一重天研是国家发改委批准立项的“重型技术装备国家工程研究中心”和国家能源局批准立项的“国家能源重大装备材料研发中心”的主依托单位，同时是国家企业技术中心和国家高新技术企业，天津市技术领先型企业、天津市产业技术研究院和天津市企业重点实验室，2020年入选国务院首批“科改示范企业”。

    一重天研始终秉承“发展壮大民族装备工业，维护国家国防安全、科技安全、能源安全、产业安全和经济安全，代表国家参与全球竞争”的初心和使命，坚守“诚信务实、改革赋能、创新驱动、科学发展”的经营理念，积极服务国家战略、履行社会责任，伴随着中国重型装备制造业的改革发展与转型升级，一重天研在能源装备、冶金轧辊、工程材料等领域引领行业进步，以大型铸锻件制造技术为代表的百余项科技成果应用于核电、火电、水电、石化、冶金、矿山、船舶、深潜、军工等国民经济和国防建设，填补了多项国内技术空白，以诚信建立了坚实的发展基础和良好的行业口碑。

    二、案例背景

    玲龙一号（ACP100）是由中核集团研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆，是全球首个通过国际原子能机构（IAEA）通用设计审查（GDA）的小型模块化压水反应堆。也是全球首个开工建造的陆上商用模块化小型压水堆。由于其创新的特性和先进的设计理念，玲龙一号在国内外都引起了广泛的关注。

    玲龙一号反应堆核心模块也被称作“玲龙之心”，是玲龙一号的核心部件，是100%的“中国制造”。该核心模块采用一体化设计，集成了反应堆压力容器、蒸发器、主泵接管，同时取消了主管道，使其具有极高的集成性和安全性，能够有效减少反应堆在役检查的频次和周期。一体化设计也为该核心模块带来了复杂的外形轮廓和尺寸结构，从而大幅提升了制造难度。

    中国一重通过竞标承揽了玲龙一号反应堆核心模块的制造项目，并将其中的反应堆压力容器主锻件的开发和制造技术交由一重天研负责。主锻件使用RCC-M 标准的锰-镍-钼合金钢16MND5材料进行制造，由于“玲龙一号”主锻件属于首次制造，按照RCC-M 标准要求，需要开展锻件制造工艺评定——增加多处取样位置，进行全方位、全壁厚的性能检验，并要求全部理化检验一次性合格。面对如此艰巨的任务和从未遇到过的大型复杂结构主锻件，以及苛刻的性能达标要求，技术人员没有过多的经验可以借鉴，锻件制造方案的制定给技术人员带来巨大的挑战。

    三、主要举措

    为按期保质完成核心模块的制造任务，一重天研热加工技术人员依托数十年积累的大型锻件及其制造经验展开对比分析，同时对本项目新的指标要求进行技术路径摸索。针对本项目锻件壁厚偏大，力学性能不易达标等难点问题，进行多方面风险评估和关键点预测，并采取多方面风险防控措施，最终制定了新型热处理工艺方案，并针对性的调整了锻件化学成分和钢锭冶炼工艺。为满足锻件复杂的轮廓尺寸要求，并实现最好的锻造成型效果，技术人员采取智能化手段，通过大量的数值模拟仿真计算，制定出最优的锻件成形工艺路线，最终形成了一整套“玲龙一号”主锻件热加工技术方案。

    支承段筒体锻件是反应堆压力容器中最核心的部件，也是交货吨位最大的锻件，为避免压力容器服役阶段繁重的焊缝在役检查工作，取消了所有插入焊形式的接管嘴开孔，要求锻件所有接管嘴均整锻成形，锻件在成形阶段要保证大钢锭芯部压实、全部管嘴近净成形，对于锻件制造工作提出了极高要求，相同重量级别的此类锻件，国内外尚无制造经验。这个锻件上接容器法兰，下接堆芯筒体，外部焊接四支主泵接管，是整个压力容器中集成程度最高的枢纽锻件，也是整个压力容器制造过程的主线锻件，直接决定了整个项目的制造进度。它尺寸复杂，技术要求严格，使用一支499吨钢锭进行制造。

    锻件的锻造成形过程顺利完成，尺寸满足工艺和图纸要求。在对锻件进行初步粗加工后，开展了超声波探伤，探伤结果显示，锻件存在超标缺陷，不满足最终的技术要求，这个检测结果犹如晴天霹雳，使整个团队陷入了“进退两难”的境地。此时，距锻件产品的交货期已经过去了一大半，打废重制一方面将会面临近800万元的废品损失，还可能会因无法按期交货造成进一步的损失，同时会给重制工作造成必须“争分夺秒”的窘境。此时，分析超标缺陷的性质和产生原因变得尤为重要。锻件是否具有返修合格的可能性，以及锻件返修对于整个反应堆压力容器制造项目的进度影响，都需要展开综合分析，以供后续决策。

    一重天研联合制造厂技术人员对锻件前序各阶段的制造工艺文件和执行记录进行了反复检查分析。在对冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理等工序进行逐一排查后，综合分析认为：鉴于UT缺陷的分布特点和声学特征，判定该超标缺陷主要因为锻造加热过程中局部温度过高，诱发锻件晶粒异常长大，且在后续的锻造工序中变形量较小，未能及时实现完全的动态再结晶，随后的预备热处理未能使全部晶粒细化，最终导致了超声波探伤不合格。

    针对上述探伤不合格的原因，技术人员再次对锻件现状展开了周密的分析研究，计划通过技术纠偏措施，使锻件达到技术指标要求，并讨论制定了锻件返修方案。借助于数值模拟仿真方法，计算出通过锻造返修，可使锻件缺陷位置获得较大的等效应变，从而实现细化晶粒的效果。即通过对锻件局部进行再次锻造，消除导致探伤不合格的锻件晶粒问题，且经过返修的锻件机加工余量仍能保证交货要求。

    在返修方案的最终推演阶段，主管技术的领导指出，锻件返修过程需要保证不影响锻件交货尺寸，这将导致锻造变形的实施受到诸多限制，很可能无法完全实现返修目标，如返修后锻件探伤仍然存在问题，将无法通过任何方式保证整个反应堆压力容器制造项目的交货期。必须要确保返修方案100%的可靠！

    针对这一风险，技术人员进行了多次研讨和反复论证，确保返修方案100%可靠，但因为部分环节不可控，最终决定放弃返修方案，将这个大锻件打废，重新补制。为确保能够按期交付“玲龙一号”核心模块，一重天研技术人员逐一排查锻件制造过程中的风险点，主动放弃休息时间，进行反复论证、制定防控措施，改进多项工艺，同时加大对制造过程的现场技术服务力度和风险点监控，确保按期合格交付锻件。

    四、实施效果

    通过改进锻件的制造工艺，对支承段筒体锻件进行了补制，在补制件的制造过程中，技术人员进行了全程的跟踪与监督，并提供了全时的技术服务，确保补制件万无一失。最终补制件顺利按期完成制造，无损检测和理化检验结果均满足技术要求，为反应堆压力容器后续的组焊和整体制造打下了坚实基础，为反应堆核心模块按期交货争取了宝贵的时间。

    2023年7月，“玲龙一号”反应堆核心模块顺利交付用户现场，中国一重成为国内首家实现这一堆型核心模块成功制造的企业。中国一重恪守质量底线，不越法规红线，通过一点一滴的实际行动，铸就了诚信品质、培育了诚信文化。通过可靠的质量、诚信的行动，在行业内树立了良好的口碑。在激烈的市场竞争中，牢牢占据了核反应堆压力容器市场的头部地位。

    五、经验启示

    诚信是企业的立身之本，也是企业创新发展、参与市场竞争取得成效的基本前提。中国一重始终坚持诚信原则，恪守质量底线，不越法规红线，严格贯彻核安全理念，加强企业员工的核安全意识教育、质量意识教育，在工作过程中树立核安全意识、质量意识，严格按照技术标准和规章制度办事、操作。严格贯彻“两个零容忍”，确保每一项技术的可靠性和安全性。

    当下正处于核电发展的黄金时期，中国一重将继续秉承诚信经营的理念，实现公司的高质量可持续发展，力争为国家的核电事业和全球能源发展作出更大的贡献。奋楫再出发，扬帆新征程。中国一重将以火红岁月换国之辉煌，以精湛技艺锻造国之重器，不惧艰难与险阻，栉风沐雨向前行，前路漫漫亦灿灿，强核报国谱新章！ 

案例创造单位：天津重型装备工程研究有限公司
案例创造者：李少飞、周岩、李家驹