隨著我國《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》的批準通過，核電發(fā)展戰(zhàn)略由原先的“適度發(fā)展”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極推進”，今后核電將在電力結(jié)構(gòu)中扮演更重要的角色，同時也給我國鋼鐵業(yè)、核電設備制造業(yè)的發(fā)展帶來了歷史性機遇。

      目前國際核電界已經(jīng)有多種核電設計制造運行標準體系，如法國的RCC-M、美國的ASME、俄羅斯的FOCT、德國的KTA等。但在我國，由于核電政策原 因，一直未能形成統(tǒng)一的核電技術(shù)路線，堆型的選擇也不完全一樣，有自行設計制造的秦山一期核電廠(壓水堆)；也有從國外引進的，如法國技術(shù)的大亞灣核電站 (壓水堆)、俄羅斯技術(shù)的田灣核電站(壓水堆)、加拿大技術(shù)的秦山三期核電廠(重水堆)；日前正擬從國外引進第三代APl000(美國西屋電氣有限公司) 或EPR(法國阿?，m集團)的技術(shù)。受其影響，我國的核電制造與運行也未能形成統(tǒng)一的標準體系。不過，現(xiàn)行我國核電政策和形勢已經(jīng)明朗，即無論從何引進， 必須走通過技術(shù)引進、中外合作以實現(xiàn)核電國產(chǎn)化的道路。

      在不同核電制造體系中，核電設備均分為承壓部件和非承壓部件2大類，對承壓件的制造與采購須嚴格按規(guī)范進行。我國前期的多個核電項目的原材料或部件的主要 采購自法國、英國、美國、日本、韓國或其他一些歐洲國家。隨著世界各國對核電的重新認識和核電新項目的啟動，原材料資源爭奪戰(zhàn)日趨激化，使采購成本與周期 也受到極大影響。

      隨著我國核電政策變化、中外合作和國外技術(shù)援助的逐步到位、對引進技術(shù)的消化和對核電廠建設國產(chǎn)化的進程加快，以及我國冶金和鑄鍛、加工水平的提高，為了 減低采購成本、縮短交貨周期，我國后期的核電項目所需原材料或部件必須大規(guī)模地國產(chǎn)化。也就是說，以前從國外采購的部件，將視原材料和要求的不同以及國內(nèi) 鋼鐵業(yè)的實際發(fā)展，很可能轉(zhuǎn)向國內(nèi)采購。由于法國RCC-M規(guī)范在我國核電建設中仍占相當重要的地位，加之RCC-M也源自于ASME規(guī)范，因此，依據(jù) RCC-M規(guī)范對核電金屬材料或部件的要求，對這些材料國產(chǎn)化的可行性和存在的問題進行分析。

     1 RCC—M規(guī)范中對所用金屬材料的概述

      由于核電部件安全性的要求，RCC-M規(guī)范對承壓部件以及涉及安全功能的非承壓部件所用金屬材料有相當多的特殊要求。該規(guī)范有一套非常完整而系統(tǒng)的體系來規(guī)范這些金屬材料的生產(chǎn)、采購和使用。

      RCC-M規(guī)范第1卷各篇中的2000章說明部件的技術(shù)規(guī)范是否適用或是否只有總則適用，設備的技術(shù)規(guī)范書可以在此基礎上追加一些要求。此卷的 B，C，D，E，G，H，J各篇中的2000章給出了用于各篇所包括設備的制品或部件制造相關(guān)材料的選擇及使用條件，其中B，C，D，G篇中還規(guī)定了奧氏 體或奧氏體一鐵素體不銹鋼應滿足的晶間腐蝕要求，以及奧氏體鋼、奧氏體—鐵素體不銹鋼、Ni-Cr-Fe合金的鈷含量的要求；B 2500章還給出了需按適用參考采購技術(shù)規(guī)范附錄1確定RTNDT溫度的相關(guān)部件。

      RCC-M規(guī)范的M篇，用整卷篇幅對壓水堆核電設備上的制品或部件的制造及采購做了詳盡細致的規(guī)定，并在不同的章節(jié)里分類提供了大量制品或部件采購技術(shù)規(guī) 范，其中部件采購技術(shù)規(guī)范主要是從冶金的角度提出了一些必須重視的問題。M1000～M6000篇對制品或部件的采購提出的專門技術(shù)規(guī)范和要求，是在結(jié)合 材料總原則的基礎上，對具體制品或部件的采購技術(shù)要求進行了規(guī)范、細化。這些技術(shù)規(guī)范主要涉及到訂貨范圍、熔煉工藝、化學要求與成分分析、制造(包括鍛、 軋、鑄和處理要求)、力學性能、表面檢驗和表面缺陷、尺寸檢查、標識、清潔度、包裝運輸和試驗報告等。

      在規(guī)范的第Ⅲ卷、第Ⅳ卷和第V卷中，還規(guī)定了各類金屬材料和部件制造過程中的具體檢驗方法、熱處理和使用要求等。

      規(guī)范中所引用的鋼種，主要是法國或歐洲標準中的一些牌號和其他一些規(guī)范(如ASME)有基本對應的材料。

     2 各類金屬材料國產(chǎn)化可行性

     2. 1 M1000碳鋼

      M1000為碳鋼類制品或部件的技術(shù)規(guī)范，分為鑄件、鍛件、鋼板、鋼管及配件等。這些材料，由于是普通的碳鋼類，除了牌號與國內(nèi)有所不同，其他方面以國內(nèi)現(xiàn)行的冶煉裝備、制作生產(chǎn)水平是可以達到的。有相當多的鋼廠可以生產(chǎn)的這些材料。

      當然，由于是在核島內(nèi)使用，對這些材料還有相應的要求。除了化學成分、熱處理(含模擬熱處理)、力學性能、沖擊性能、無損檢測外，還要對將進行性能熱處理 的部件取樣，進行模擬熱處理，模擬部件在隨后的制造加工過程中所受到的熱處理情況。模擬熱處理可能要求對加熱與冷卻速率進行控制，這對熱處理爐設備的要求 并不低，也向國內(nèi)材料制造商提出了新的要求。

     2.2 M2000合金鋼

      M2000是專門針對低合金鋼類制品或部件的技術(shù)規(guī)范，主要是Mn，Ni，(Cr)，Mo的鍛件、鋼板和封頭等，或Ni，Cr，Mo，(V)的鍛造棒材， 或Ni，Cr，Mo鋼板。這些材料用于核島內(nèi)極為重要的制品或部件，依其在反應堆中所處的位置，均存在不同程度的輻照(特別是反應堆壓力容器)，RCC- M規(guī)范對這類大型重要部件提出了較多特殊要求，主要有冶煉、化學成分、鍛造比、熱處理(含模擬熱處理)、力學性能、沖擊性能、無損檢測等方面的要求，特別 是材料的沖擊性能。這是因為沖擊性能的高低反映了鋼的冶金質(zhì)量和成品熱處理質(zhì)量，是材料的強度和塑性的綜合表現(xiàn)，是對核壓力容器性能劣化作出評估和定量分 析的2個重要參數(shù)(即上平臺能量USE以及RTNDT參考溫度)的數(shù)據(jù)來源。同樣，這些材料也要求進行模擬熱處理，并在模擬熱處理時要求對加熱與冷卻速率 進行控制。

      雖然這些要求較高，國內(nèi)仍有部份鋼廠可能承制這些重要制品或部件。對大型重要鍛件，國內(nèi)企業(yè)有中國第一重型機械集團公司、上海重型機械廠、中國第二重型機 械集團公司等；中小型鍛件則可依托貴州航天新天新力鑄鍛有限責任公司、上海昌強電站配件有限公司等；鋼板可依托舞陽鋼鐵有限責任公司、寶鋼集團有限公司、 武漢鋼鐵(集團)公司等；棒材則可能來自于湖北新冶鋼有限公司、寶鋼股份特殊鋼分公司、東北特殊鋼集團有限責任公司、攀鋼集團四川長城特殊鋼有限責任公司 等。

     2．3 M3000不銹鋼

      M3000為不銹鋼類制品或部件的技術(shù)規(guī)范。其涉及的不銹鋼，從鋼種上主要分為馬氏體不銹鋼(M3200)、奧氏體不銹(M3300)和奧氏體鐵素體雙相 不銹鋼(M3400)；從產(chǎn)品的品種上有鑄件、鍛件、圓鋼、鋼管和鋼板等類，要求也比較多，主要有化學成分、鍛軋比、熱處理、力學性能、沖擊性能、無損檢 測等。

      由于國內(nèi)冶煉水平的提高，以及這些材料成分并不復雜，這些鋼種大部份國內(nèi)均可提供。如太原鋼鐵(集團)有限公司、寶鋼股份特殊鋼分公司、攀長鋼、東北特鋼、新冶鋼、重慶東華特鋼有限責任公司等，只是不同鋼廠所供的品種有所不同而已。

      M4000則是特殊合金的規(guī)范，有Ni-Cr-Fe合金、Cu-A1合金和丁i合金等，其中M4100中涉及到的為Ni-Cr-Fe合金，從產(chǎn)品的品種上 主要有鍛件、圓鋼、管和板材等類，由于用途特殊(如蒸汽發(fā)生器管束)，對冶煉、化學成分、熱處理、無損檢測等方面的要求非常高。如熱處理方面，不同材料有 所不同，但多為固溶處理或再加上補充熱處理。補充熱處理主要用于消除校直、打磨、拋光和彎管后的殘余應力或起時效硬化作用等，對熱處理爐的要求相當高。

      國內(nèi)攀長鋼公司和寶鋼股份特殊鋼分公司均具備這些材料的冶煉能力，但在制作成品特別足U型管束方面存在較多問題，主要是生產(chǎn)設備方面達不到要求。目前寶鋼集團正在介入解決這些問題。

     2．5 M5000(其他)和M6000鑄鐵件

      這2部分規(guī)范涉及各種鍛軋圓鋼、鋼板、螺栓螺母、鑄件等，主要用于核島內(nèi)非特別重要的或附屬系統(tǒng)的零部件，材料本身并不復雜，與前面所述材料基本類似?？傮w來說，這些制品或部件的要求不如前面所述材料要求高，國內(nèi)相當多鋼／—是可以生產(chǎn)的。

     3 存在的問題

     3．1 對核電金屬材料規(guī)范的總體認識需深入

      (1)在國家未有完整的核電標準前，若按某規(guī)范設計制造，則應嚴格按該標準體系的要求進行。設計院或、業(yè)主可適當提高要求，但卻不應將每種標準體系中最嚴 格的要求羅列一起，來對我國制造企業(yè)進行要求，或者想當然地提出一些奇怪的要求，這樣會對整個行業(yè)的發(fā)展不利。

      (2)核電金屬材料牌號問題，并非某一個企業(yè)的問題。由丁不同規(guī)范的材料牌號名稱不同，有些在我國的鋼系列中尚無對應牌號，義由于國內(nèi)現(xiàn)存標準體系和規(guī)范 眾多，需要國家迅速統(tǒng)一規(guī)劃核電材料標準體系，加快核電用材料牌號的標準化進程，以便國內(nèi)鋼鐵制造企業(yè)能早日適應核電材料的生產(chǎn)和組織。

      (3)在核電材料的國產(chǎn)化進程中，各材料制造商與設備制造商應加強對材料規(guī)范的學習認知，避免走彎路，以加快原材料的國產(chǎn)化進程。

     3．2 對核電金屬材料制造過程控制的認識需加強

      核電金屬材料制造的過程控制要求嚴格，特別是對可追溯性要求極高。而目前國內(nèi)核電設備金屬材料制造企業(yè)存在的最大問題就是核安全文化意識不濃，急需要改進管理。

      核電制造規(guī)范中將對設備制造商的質(zhì)保要求延伸到原材料制造商，要求核電設備制造的相關(guān)各方參與原材料的質(zhì)量控制。材料制造商應向采購商提供全面的制造過程 控制文件，即應在制造前按規(guī)范編制一系列文件，并提交采購商和核電業(yè)主審核，以便采購尚及最終業(yè)主能根據(jù)這些文件來對整個質(zhì)量控制流程加以監(jiān)督跟蹤，保證 材料符合要求。

      按RCC-M的要求，材料制造商最終還須向采購商提供“完工報告”，其中涵蓋了一系列的質(zhì)呈信息。這一要求雖然在ASME等規(guī)范中并未提及，但卻值得我國今后加以效仿。

      從目前國內(nèi)鋼廠對核電材料采購要求的反應情況來看，他們對嚴密的質(zhì)量控制要求以及文刊：資料的完整性要求仍有所不適應或不熟悉。這一方面與國內(nèi)企業(yè)運行體 制有關(guān)，另一方面也與國內(nèi)對整個核電質(zhì)量管理要求認識不足有關(guān)。因此，需要加強鋼廠、核電設備制造商、承包商和設備業(yè)主的溝通與交流，提高對核電規(guī)范質(zhì)量 要求的認識。

     3．3 對核電金屬材料的生產(chǎn)制造。質(zhì)量控制手段需提高

      為了滿足規(guī)范對核電金屬材料的生產(chǎn)的較高要求，除了對規(guī)范認識等軟件方面上加強外，還需要從硬件上人手，增加制造設備和檢測能力的投入，如U型管生產(chǎn)檢驗 設備、各種熱處理裝備、模擬熱處理設備等，學習并對比國內(nèi)外檢測方法的差異，特別足核電材料的檢驗與試驗要求等。

     3．4 核電材料生產(chǎn)許可

      由于核電材料的重要性，國家對生產(chǎn)核電材料有許可證制度限制。因此，有些廠雖然有能力生產(chǎn)核電金屬材料，卻存在著生產(chǎn)許可證問題，這類企業(yè)需要加快進行申請取證或換證工作。

     4 結(jié)束語

      在我國多年的核電建設過程中，通過對引進技術(shù)的消化吸收以及宣傳，國內(nèi)已有相當多的企業(yè)認識到核電材料國產(chǎn)化的重要性，材料國產(chǎn)化問題也已有很大進展，但 總體管理水平仍需要提高；同時，還需進一步增強核電產(chǎn)品的質(zhì)量意識和設備能力。我國鋼鐵行業(yè)應加快技術(shù)和管理的進步，為我國核電建設提供優(yōu)質(zhì)核電用材料， 同時，也應盡早建立起我國的核電金屬材料技術(shù)標準體系。

      參考文獻

     【1】RCC-M．壓水堆機械設備設計和建造規(guī)則

     【2】湯紫德．核電在中國．南京：江蘇人民出版社，2007