從高空俯瞰四川德陽，林立的廠房勾勒出這座老工業(yè)城市的厚重輪廓。一場關(guān)于核能裝備“質(zhì)造”的深層變革，已經(jīng)在國機(jī)重裝二重（德陽）重型裝備有限公司（以下簡稱二重裝備）的生產(chǎn)車間里悄然發(fā)生。

一個(gè)30余噸的“超級(jí)合金盔甲”

生產(chǎn)車間內(nèi)，巨大的機(jī)械臂正在精密地舞動(dòng)，火花在焊接弧光中閃爍。一件不規(guī)則的八方形巨型鋼鐵構(gòu)件在智能設(shè)備的操控下逐漸成型。

泵殼堆焊環(huán)節(jié) 二重裝備供圖

這個(gè)30余噸的“大家伙”到底是什么——它是“華龍一號(hào)”核電機(jī)組的核心部件之一：核主泵泵殼。

“它就像給核反應(yīng)堆裝上一件超級(jí)合金盔甲。”二重裝備核電石化公司副總經(jīng)理朱永有向記者打了個(gè)比方。“它永久性地密封著帶有放射性的高溫高壓冷卻劑，是防止放射性物質(zhì)外泄的一道關(guān)鍵實(shí)體安全屏障。”

要理解它有多重要，先得弄明白核主泵是什么。

核主泵的官方名稱是“反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵”，是核反應(yīng)堆區(qū)域內(nèi)唯一持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大型動(dòng)力設(shè)備。朱永有用一個(gè)形象的比喻向記者解釋：“我們可以把核電站想象成一個(gè)巨大的‘蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)’，這套系統(tǒng)的核心任務(wù)是將核反應(yīng)產(chǎn)生的熱能安全高效地轉(zhuǎn)換成電能。在這個(gè)系統(tǒng)中，主泵扮演著類似于‘心臟’的角色。”主泵的核心作用有兩個(gè)，一是推動(dòng)循環(huán)，帶走熱量，推動(dòng)高溫高壓水流進(jìn)入蒸汽發(fā)生器用于發(fā)電；二是確保安全，主泵將釋放熱量后、溫度降低的冷卻劑重新泵回反應(yīng)堆，持續(xù)為反應(yīng)堆核心降溫。

而泵殼，就是這顆“心臟”最外層、最堅(jiān)固的承壓外殼。推動(dòng)反應(yīng)堆產(chǎn)生的巨大能量在一回路內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，讓清潔、安全、穩(wěn)定的核電點(diǎn)亮千家萬戶。

一道長期“卡脖子”的難題

泵殼的制造難度有多大？

通俗來說，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的超級(jí)“高壓鍋”——由球形、錐形等形狀精密組合，重量超過30噸，通過大型鍛件的焊接、加工等工藝制造而成。由于泵殼是主泵唯一的壓力邊界，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，將直接威脅堆芯安全，甚至觸發(fā)緊急停堆造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

正因如此，泵殼曾長期是我國核電裝備的一道“卡脖子”難題。國內(nèi)核電站的泵殼完全依賴進(jìn)口，不僅拉長了項(xiàng)目周期，后續(xù)維護(hù)更是困難重重。

轉(zhuǎn)折點(diǎn)在2017年。

“那個(gè)時(shí)候要建造第三代核電‘華龍一號(hào)’，我們負(fù)責(zé)制造其主泵泵殼。”朱永有回憶道，為實(shí)現(xiàn)全面國產(chǎn)化，二重裝備踏上了泵殼國產(chǎn)化的自主創(chuàng)新之路。

但擺在面前的，是四塊“硬骨頭”：設(shè)計(jì)難，要自主設(shè)計(jì)出長壽命、高效率、高安全性的主泵泵殼；研發(fā)難，突破超大、異形、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高均質(zhì)化制造技術(shù)；堆焊難，在狹窄曲折的內(nèi)腔三維曲面上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高質(zhì)量的不銹鋼堆焊；加工難，攻克異形錐形孔的數(shù)控加工技術(shù)。“每一步都像在走鋼絲。”朱永有說道。

此外，在泵殼設(shè)備的研制過程中要實(shí)現(xiàn)“零缺陷加工”，最大難點(diǎn)在于如何在保證泵殼高精度高要求制造的同時(shí)，確保所有工藝環(huán)節(jié)的各個(gè)步驟均絕對(duì)安全、穩(wěn)定、可靠。

面對(duì)這些難題，二重裝備從一線實(shí)踐中一步步創(chuàng)新提煉出一套完整的質(zhì)量管理模式——“五化六控”。2020年，由二重裝備研制的首臺(tái)“華龍一號(hào)”核主泵泵殼順利發(fā)運(yùn)，其運(yùn)行壽命可達(dá)60年。

一套可復(fù)制的質(zhì)量管理模式

什么是“五化六控”？

簡單說，“五化”是質(zhì)量技術(shù)的核心支撐：標(biāo)準(zhǔn)化、精益化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、專業(yè)化。團(tuán)隊(duì)為此制定了4項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和7項(xiàng)SOP規(guī)范流程，實(shí)施了20多個(gè)精益項(xiàng)目來優(yōu)化流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，建立起全生命周期的質(zhì)控體系，同時(shí)組建了核心團(tuán)隊(duì)和智能產(chǎn)線。

“六控”則是定向突破六大環(huán)節(jié)的質(zhì)量瓶頸：設(shè)計(jì)質(zhì)量控制、材料質(zhì)量控制、加熱過程控制、堆焊質(zhì)量控制、組焊質(zhì)量控制、加工精度控制。

這套模式帶來的最大變化，是以量化數(shù)據(jù)提升質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵控制指標(biāo)全部量化，用數(shù)據(jù)說話、實(shí)時(shí)掌控。

如今，面對(duì)復(fù)雜空間曲面的堆焊環(huán)節(jié)，采用智能堆焊機(jī)器人自動(dòng)控制堆焊軌跡，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)，既保證了連續(xù)性和穩(wěn)定性，也把產(chǎn)品質(zhì)量的一致性提高了一大截。“以前是師傅帶著干，現(xiàn)在是大數(shù)據(jù)盯著干。”一位現(xiàn)場技術(shù)人員形象地總結(jié)。

泵殼實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化制造后，帶來的影響是實(shí)實(shí)在在的。在制造質(zhì)量上，泵殼的產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升，滿足了核能裝備的高安全性要求；在工程進(jìn)度上，泵殼制造周期大幅縮短，滿足核電站建設(shè)的工程需求；在成本控制上，國產(chǎn)化大幅降低了整體采購成本，滿足三代核電經(jīng)濟(jì)性的需求。

據(jù)悉，二重裝備已為“華龍一號(hào)”提供了數(shù)臺(tái)泵殼，目前運(yùn)行穩(wěn)定。“這是一件很自豪的事情。”朱永有說。在這套質(zhì)量管理方法的支撐下，團(tuán)隊(duì)先后研制出多種型號(hào)泵殼，實(shí)現(xiàn)了從“單點(diǎn)突破”到“多點(diǎn)開花”。這意味著，這套模式不僅是“華龍一號(hào)”主泵泵殼項(xiàng)目成功的關(guān)鍵，更可以為重大技術(shù)裝備的質(zhì)量管理提供一套可復(fù)制、可推廣的路徑。

面向“十五五”，二重裝備已經(jīng)有了清晰的戰(zhàn)略布局。在核電裝備領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)采用“五化六控”的質(zhì)量模式研發(fā)更多新產(chǎn)品，聚焦核島主設(shè)備及關(guān)鍵鍛件的研發(fā)制造，依托自主可控的全流程制造能力，攻克反應(yīng)堆壓力容器、“國和一號(hào)”穩(wěn)壓器、乏燃料廠外運(yùn)輸容器等新產(chǎn)品。

從“質(zhì)造”到“智造”，這是一條越走越寬的路。

在四川這座全國重要的清潔能源基地，在德陽這片有著深厚工業(yè)底蘊(yùn)的土地上，一件件“超級(jí)盔甲”正在智能制造的浪潮中破繭而出，為中國核能裝備產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)著實(shí)實(shí)在在的力量。

全媒體記者 羅安舒 文/圖

來源 | 消費(fèi)質(zhì)量報(bào)

編輯 | 陳蕊妮

責(zé)編 | 羅安舒

審核 | 李曉龍

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