本实验室长期从事核电焊接材料的开发、生产、应用和技术服务工作,与国内三大核电设计院及工程公司、四大核电主设备制造厂及众多核电设备制造企业长期保持着良好的合作关系,通过了三十余家核电企业的产品质量体系评审,已批量生产了核电焊接材料应用于国内核电领域中的常规岛、核二、三级设备中,成果已经有了一定的应用基础。例如技术成果已经应用到包括秦山、岭澳、台山、三门、田湾、宁德、福清、阳江、方家山和红沿河等核电机组的重大装备制造和工程服务中。到目前为止,已有 25 个牌号包括焊条、焊丝、焊带和焊剂、1000 余吨焊接材料应用到国产核电设备的制造中。
国务院发布的《中国制造业发展纲要(2015-2025)》(简称《中国制造 2025》),制定了我国“三步走”实现制造强国的战略目标。工业强基工程是《中国制造 2025》提出的五大工程之一,重点解决我国面临的基础零部件、基础工艺、基础材料的落后局面。焊接是制造业的基础工艺,焊接材料是重要的基础材料,急需通过创新能力的提升,解决关键材料的落后局面。
我国早已成为世界焊接材料生产、消费第一大国,但至今尚未成为焊接材料的强国,大部分高端焊接材料依然依赖进口,尚未实现国产化,其中包括安全性和产品质量要求最高的核级焊接材料。
焊接是黑龙江省十大重点产业中装备制造等产业的基础、共性技术,焊接技术的发展与应用直接影响装备制造业的发展进程和发展水平,是我省产业技术发展需要的关键技术。
“一带一路”是中国首倡、高层推动的国家战略,它的提出,契合沿线国家的共同需求,为沿线国家优势互补、开放发展开启了新的机遇之窗,是国际合作的新平台。核电出口是一带一路发展规划中的优先发展内容。为保证我国核电装备顺利地走出去,就必须实现核电装备设计、制造的国产化与自主创新。掌握核电装备制造的核心技术,应该解决核级焊接材料国产化的技术难题。
依托“核极焊接材料国产化研究与应用”实验室,开展核级焊接材料关键技术研究,完成核级焊接材料国产化研制与应用的成套研究成果,形成一个国内领先、国际一流的焊接材料研究与开发的科技创新团队,解决我国三代核电自主创新中焊接材料国产化的技术难题。
本实验室的建立,将为我省装备制造业的快速发展和发展水平的提升奠定基础,为我省产业技术发展蓄力。本实验室的建立,将提升哈尔滨威尔焊接有限公司核级焊接材料创新团队的技术水平,夯实其国内领先的技术基础,帮助其成为国际一流的核电焊接材料科研团队。本实验室的建立,还将完善哈尔滨威尔焊接有限公司核级焊接材料产业化示范基地建设,建立有效的核级焊接材料质量管理体系,提升高端焊接材料产业化水平,使核电焊接材料成为哈焊所科技产业的新增长点,为黑龙江省装备制造产业、我国核电装备自主创新提供国产化焊接材料,解决长期依赖进口焊接材料带来的订货周期长、技术支持滞后、产品价格高等工程问题,打破发达国家对我国形成的核电焊材的垄断。
研究方向
在已有高端特种焊接材料研究开发与生产的基础上,针军工核电华龙一号、CAP1400 、高温气冷堆等,石化耐热钢、低温钢及镍基合金,海工高强钢Q690、Q980等,建筑耐火耐蚀抗震耐候钢等的需要,加强基础性影响因素研究,通过高纯度提高焊接材料的综合性能,通过精密制备技术和质量保证体系保证产品的稳定性,将已有技术及经验和新技术有机结合,通过试验研究积累科学数据,研制出满足我国核电装备自主创新要求的高端特种焊接材料。
通过示范基地建设,具备批量化生产的条件;通过质量管理体系建设,保证产品质量;通过创新团队建设,保持一支稳定的、高水平的特种焊接材料研发与生产的科技创新团队;完成高端特种焊接材料的国产化,替代进口,解决工程需要,最终实现我国核电装备用焊接材料的自主创新。
1)建立高端特种焊接材料开发与应用创新平台,培养一支适应我国核电技术发展需求的、国际一流水平的核级焊接材料创新团队。
2)建立高端特种焊接材料研发与生产示范基地,具备核一级焊接材料的自主研发、生产和工程应用能力,实现核级等高端焊接材料国产化,替代进口。
3)开发核一级设备用低合金钢、不锈钢和镍基合金焊接材料,满足华龙一号和 CAP1400的设计要求,并在核电工程中得到应用。
4) 开发海工高强钢焊接材料。
5)开发石化用耐热钢、低温钢、抗氢钢、高镍合金等焊接材料。
6)开发建筑用耐火耐蚀抗震耐候钢焊接材料。
研究内容
1)镍基合金焊接微裂纹防止技术研究:690 焊丝 TIG 焊焊接微裂纹是世界公认的核电焊接材料研制的技术难题,目前只有美国 SMC 公司的产品解决了熔敷金属正常工艺下的焊接微裂纹,尚没有在工程上完全避免。 研究微量元素对焊接微裂纹影响机理和规律,掌握防止焊接微裂纹措施。
2)A508-III 钢焊接材料低温韧性提高技术研究:A508-III 钢是反应堆压力容器壳体材料,不仅要经受高温、动载,还要经受辐照引起的脆化,需要较高的低温韧性。采用高纯材料与微量元素控制相结合的原则,提高熔敷金属低温韧性,增加辐照脆化的韧性储备。
3)低合金钢、不锈钢、镍基合金焊接材料综合性能匹配研究。
4)高纯合金冶炼技术开发:为保证高性能,核级低合金钢、不锈钢和镍基合金对杂质含量的控制要求都很高,且不同,需要通过改进冶炼工艺和原材料品质控制两方面入手,降低盘圆、铸锭的杂质含量。
5)焊条制备技术:核级焊条不仅质量要求高、而且产品稳定性要求也高,需要采取改进焊条生产设备、严格焊条生产工艺等措施,严格控制生产过程。
6)焊剂制备技术:核级焊剂与焊条相同,也需要改进生产设备,严格控制生产过程,才能保证产品质量。
7)焊丝制备工艺:自动 TIG 对送丝稳定性要求高,690 焊丝对制备过程的清洁度要求高,需要研究相关的焊丝制备工艺,才能生产出保证质量的焊丝。
8)焊接工艺研究:研究焊接工艺对熔敷金属成分与性能的影响,提出推荐工艺规范。
9)焊接接头研究:研究接头性能影响因素,进行焊接工艺评定试验。
10)质量管理体系研究:研究影响产品质量的因素,建立核级焊接材料质量管理体系,保证产品质量。