4月6日，國(guó)家電投中央研究院在京舉行發(fā)布會(huì)，推出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3.5米“超寬幅雙相不銹鋼S32101板材”。作為三代核電建造過(guò)程中規(guī)模化、批量化應(yīng)用的主要特種鋼材，該項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)品的研制不僅是我國(guó)三代核電關(guān)鍵設(shè)備材料國(guó)產(chǎn)化、自主化的一項(xiàng)重大突破，更在幅寬與高溫性能方面填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白。

是的，通俗點(diǎn)說(shuō)，就是三代AP系列核電站建設(shè)用鋼的代表性鋼材S32101終于“破局”咯!

長(zhǎng)期受制于人

AP1000三代核電站采用工廠化預(yù)制、模塊化施工的理念，大量運(yùn)用模塊化建造，在這些結(jié)構(gòu)模塊的材料中，也大量使用ASTM A240/240M 標(biāo)準(zhǔn)下牌號(hào)為UNS S32101 的雙相不銹鋼。經(jīng)測(cè)算，CAP1000與CAP1400單個(gè)核電站的每臺(tái)機(jī)組使用量達(dá)1000噸。

與其他不銹鋼相比，S32101雙相不銹鋼具有良好的耐腐蝕性、疲勞壽命、屈服強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。然而，由于這種鋼材塑性差、加工難度也較大。

據(jù)悉，雙相不銹鋼S32101板材由全球不銹鋼業(yè)龍頭企業(yè)奧托昆普公司首先發(fā)明，作為世界六大制造商之一，奧托昆普長(zhǎng)期在不銹鋼領(lǐng)域居于前列。

AP1000依托項(xiàng)目開(kāi)工之前，當(dāng)國(guó)內(nèi)行業(yè)對(duì)于此鋼種的基礎(chǔ)研究仍處于“空白”狀態(tài)時(shí)，彼時(shí)的奧托昆普早已成功軋制出板幅達(dá)3.2米的寬幅雙相不銹鋼板，并列入ASME和ASTM體系。

自2009 年3 月AP1000首臺(tái)機(jī)組三門(mén)1 號(hào)開(kāi)工以來(lái)，國(guó)內(nèi)一些知名鋼廠如永興特鋼、南鋼集團(tuán)克服重重困難，成功實(shí)現(xiàn)板幅小于2.6米的S32101的軋制，從而使得的采購(gòu)價(jià)格從進(jìn)口的10萬(wàn)/噸下降至國(guó)產(chǎn)的5萬(wàn)元/噸，并使板材表面質(zhì)量得到有效提升。然而，對(duì)于2.6米~3.1米寬度的板材，國(guó)內(nèi)廠家卻遲遲未能突破其關(guān)鍵技術(shù)，不得不由奧托昆普持續(xù)供貨。

然而，工程實(shí)踐表明：奧托昆普生產(chǎn)的S32101雙相不銹鋼板幅雖能達(dá)到3.1米且可穩(wěn)定批量化生產(chǎn)，但卻存在高溫性能不穩(wěn)定或不達(dá)標(biāo)的情況。對(duì)于3.1~3.5米寬以上最適合于CAP模塊化制造的雙相不銹鋼板，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，國(guó)際國(guó)內(nèi)始終未有突破。

國(guó)電投“破局”

據(jù)悉，此次國(guó)家電投中央研究院聯(lián)合國(guó)內(nèi)技術(shù)專(zhuān)家，經(jīng)過(guò)聯(lián)合攻關(guān)，首次實(shí)現(xiàn)了S32101雙相不銹鋼板3.1米以上板幅的國(guó)產(chǎn)自主化制造。其在近日成功軋制出的板幅寬度達(dá)3.5m、厚度14mm、長(zhǎng)度15m的超寬幅雙相不銹鋼S32101板材，在保障表面質(zhì)量、力學(xué)性能和腐蝕性能的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了高溫性能方面的突破。

“3.5米寬幅雙相不銹鋼板代替2.6米鋼材應(yīng)用在單個(gè)核電站拼接上，能夠有效的減少焊縫300米，提高核電站的安全性。”國(guó)家電投中央研究院超寬幅雙休不銹鋼S32101特聘專(zhuān)家盧興華表示。“此外，這項(xiàng)技術(shù)大大節(jié)省了人力資源和經(jīng)濟(jì)成本。”

他舉例說(shuō)，以目前最優(yōu)秀焊工的工作量而言，一天進(jìn)行10米焊縫，可節(jié)省30天工期，后續(xù)超聲波及滲透檢測(cè)環(huán)節(jié)還可節(jié)省28天，由此推算：?jiǎn)蝹€(gè)核電機(jī)組結(jié)構(gòu)模塊制造周期可縮短近2個(gè)月。以周期縮短一天可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益約為1032萬(wàn)來(lái)看，工期縮短2個(gè)月所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不可估量。

當(dāng)天，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)也對(duì)3.5米寬幅不銹鋼板進(jìn)行了鑒定，并發(fā)表鑒定意見(jiàn)，其指出：S32101雙相不銹鋼產(chǎn)品寬度達(dá)到3.5米，為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng);解決了超寬幅不銹鋼板軋制過(guò)程中出現(xiàn)的邊部開(kāi)裂、表面延遲裂紋、高溫力學(xué)性能不穩(wěn)定和固溶處理問(wèn)題;成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

對(duì)此，國(guó)家電投集團(tuán)公司科技管理部總經(jīng)理范霽紅補(bǔ)充說(shuō)：“超寬幅雙相不銹鋼的研制成功，不但結(jié)束了我國(guó)核電用鋼嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口的局面，同時(shí)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外不銹鋼行業(yè)在寬幅方面的技術(shù)空白。這對(duì)于我國(guó)過(guò)剩的鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)異于打了一支強(qiáng)心劑，同時(shí)也補(bǔ)上了我國(guó)特鋼技術(shù)的短板，使特鋼行業(yè)站上了國(guó)際領(lǐng)先位置。”

據(jù)記者了解，此次研制出的 “超寬幅雙相不銹鋼S32101板材”，不但會(huì)滿(mǎn)足我國(guó)核電發(fā)展的需求，今后還將努力向海洋平臺(tái)、石化儲(chǔ)罐、紙漿與制造業(yè)、水閘與橋梁結(jié)構(gòu)件、法蘭與閥門(mén)等行業(yè)拓展。