隨著我國《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》的批準(zhǔn)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(jìn)”，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(shè)備制造業(yè)的發(fā)展帶來了歷史性機(jī)遇。

      目前國際核電界已經(jīng)有多種核電設(shè)計制造運行標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計制造的秦山一期核電廠(壓水堆)；也有從國外引進(jìn)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(jìn)第三代APl000(美國西屋電氣有限公司) 或EPR(法國阿?，m集團(tuán))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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)， 必須走通過技術(shù)引進(jìn)、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(shè)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(yán)格按規(guī)范進(jìn)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(rèn)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(jìn)技術(shù)的消化和對核電廠建設(shè)國產(chǎn)化的進(jìn)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(shè)中仍占相當(dāng)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(jìn)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(dāng)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(shè)備的技術(shù)規(guī)范書可以在此基礎(chǔ)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(shè)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(yīng)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(shè)備上的制品或部件的制造及采購做了詳盡細(xì)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(chǔ)上，對具體制品或部件的采購技術(shù)要求進(jìn)行了規(guī)范、細(xì)化。這些技術(shù)規(guī)范主要涉及到訂貨范圍、熔煉工藝、化學(xué)要求與成分分析、制造(包括鍛、 軋、鑄和處理要求)、力學(xué)性能、表面檢驗和表面缺陷、尺寸檢查、標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)中的一些牌號和其他一些規(guī)范(如ASME)有基本對應(yīng)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(dá)到的。有相當(dāng)多的鋼廠可以生產(chǎn)的這些材料。

      當(dāng)然，由于是在核島內(nèi)使用，對這些材料還有相應(yīng)的要求。除了化學(xué)成分、熱處理(含模擬熱處理)、力學(xué)性能、沖擊性能、無損檢測外，還要對將進(jìn)行性能熱處理 的部件取樣，進(jìn)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(jìn)行控制，這對熱處理爐設(shè)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(yīng)堆中所處的位置，均存在不同程度的輻照(特別是反應(yīng)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(xué)成分、鍛造比、熱處理(含模擬熱處理)、力學(xué)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(jī)械集團(tuán)公司、上海重型機(jī)械廠、中國第二重型機(jī) 械集團(tuán)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(zé)任公司、上海昌強(qiáng)電站配件有限公司等；鋼板可依托舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司、寶鋼集團(tuán)有限公司、 武漢鋼鐵(集團(tuán))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(tuán)有限責(zé)任公司、攀鋼集團(tuán)四川長城特殊鋼有限責(zé)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(xué)成分、鍛軋比、熱處理、力學(xué)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(fù)雜，這些鋼種大部份國內(nèi)均可提供。如太原鋼鐵(集團(tuán))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(zé)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(xué)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(bǔ)充熱處理。補(bǔ)充熱處理主要用于消除校直、打磨、拋光和彎管后的殘余應(yīng)力或起時效硬化作用等，對熱處理爐的要求相當(dāng)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(shè)備方面達(dá)不到要求。目前寶鋼集團(tuán)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(fù)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(dāng)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(rèn)識需深入

      (1)在國家未有完整的核電標(biāo)準(zhǔn)前，若按某規(guī)范設(shè)計制造，則應(yīng)嚴(yán)格按該標(biāo)準(zhǔn)體系的要求進(jìn)行。設(shè)計院或、業(yè)主可適當(dāng)提高要求，但卻不應(yīng)將每種標(biāo)準(zhǔn)體系中最嚴(yán) 格的要求羅列一起，來對我國制造企業(yè)進(jìn)行要求，或者想當(dāng)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(yīng)牌號，義由于國內(nèi)現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，加快核電用材料牌號的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以便國內(nèi)鋼鐵制造企業(yè)能早日適應(yīng)核電材料的生產(chǎn)和組織。

      (3)在核電材料的國產(chǎn)化進(jìn)程中，各材料制造商與設(shè)備制造商應(yīng)加強(qiáng)對材料規(guī)范的學(xué)習(xí)認(rèn)知，避免走彎路，以加快原材料的國產(chǎn)化進(jìn)程。

     3．2 對核電金屬材料制造過程控制的認(rèn)識需加強(qiáng)

      核電金屬材料制造的過程控制要求嚴(yán)格，特別是對可追溯性要求極高。而目前國內(nèi)核電設(shè)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(jìn)管理。

      核電制造規(guī)范中將對設(shè)備制造商的質(zhì)保要求延伸到原材料制造商，要求核電設(shè)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(yīng)向采購商提供全面的制造過程 控制文件，即應(yīng)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(yīng)情況來看，他們對嚴(yán)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(yīng)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(rèn)識不足有關(guān)。因此，需要加強(qiáng)鋼廠、核電設(shè)備制造商、承包商和設(shè)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(rèn)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(rèn)識等軟件方面上加強(qiáng)外，還需要從硬件上人手，增加制造設(shè)備和檢測能力的投入，如U型管生產(chǎn)檢驗 設(shè)備、各種熱處理裝備、模擬熱處理設(shè)備等，學(xué)習(xí)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(jìn)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(shè)過程中，通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收以及宣傳，國內(nèi)已有相當(dāng)多的企業(yè)認(rèn)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(jìn)展，但 總體管理水平仍需要提高；同時，還需進(jìn)一步增強(qiáng)核電產(chǎn)品的質(zhì)量意識和設(shè)備能力。我國鋼鐵行業(yè)應(yīng)加快技術(shù)和管理的進(jìn)步，為我國核電建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)核電用材料， 同時，也應(yīng)盡早建立起我國的核電金屬材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

      參考文獻(xiàn)

     【1】RCC-M．壓水堆機(jī)械設(shè)備設(shè)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