這個(gè)直徑16米,，重達(dá)7000噸的巨型金屬呼啦圈,，是我國(guó)自主研發(fā)的另一項(xiàng)“國(guó)之重器”。

這個(gè)鋼圈是世界上半徑最大,，重量最大的整段式不銹鋼環(huán)形件,。若是每隔1.5米站一個(gè)人，那么這個(gè)鋼圈容下150人綽綽有余,。

它將用于我國(guó)首個(gè)第四代核電機(jī)組,，福建霞浦60萬千瓦快中子反應(yīng)堆核心部件的支撐環(huán)。第四代核電站里發(fā)生核反應(yīng)的堆容器,，是核電站里面最關(guān)鍵的部件,，而這個(gè)堆容器中最關(guān)鍵的就是這個(gè)巨型整段式不銹鋼支撐環(huán)。

這個(gè)支撐環(huán)不僅需要承擔(dān)起整個(gè)堆容器7000多噸的重量,，還需要承受中子輻射以及液態(tài)金屬鈉的腐蝕,，可以說這個(gè)支撐環(huán)是核電站反應(yīng)堆中成功的第一步。

在它誕生之前,，外國(guó)要想鍛造這種巨型鋼圈只能通過多段組裝的方式,，這種鍛造方式存在著很大的安全問題，如果在壓力過大時(shí),，還可能會(huì)出現(xiàn)斷裂的情況,。

如果在核反應(yīng)堆設(shè)備底座發(fā)生了斷裂，就會(huì)導(dǎo)致核泄漏,，后果不堪設(shè)想,。

既然現(xiàn)在已有的方式行不通，那只能另尋出路。參與設(shè)計(jì)的孫明月團(tuán)隊(duì)就大膽地提出一體化成形的設(shè)想,，就是整個(gè)鍛造件不會(huì)存在一條焊接縫隙。這樣既可以提升設(shè)備的安全性,，也減少了復(fù)雜的焊接操作,，還減少了制作成本和工作時(shí)間。

但俗話說“世間有三苦,，撐船打鐵賣豆腐”,，所以這個(gè)“打鐵之路”也會(huì)一波三折。

“打鐵”實(shí)際操作中的第一個(gè)難題就是鍛造設(shè)備,。

常言道“千錘百煉成鋼”,，電站里面的這些巨型設(shè)備，都是在上萬噸級(jí)壓機(jī)上進(jìn)行變形鍛造而成,。要想把大型的設(shè)備鍛造好,，首先需要一個(gè)合格的大鋼錠，也就是鋼水經(jīng)盛鋼包注入鑄模凝固,，這就對(duì)鍛造材料的要求很高了,。

鋼水凝固是一個(gè)結(jié)晶的過程，就像水遇冷會(huì)結(jié)冰一樣,。鋼水冷卻也會(huì)從像雪花一樣的樹脂晶體中分析出來,，這個(gè)晶體的溶質(zhì)含量，和內(nèi)部的溶質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生差別,。

這樣一來,，先凝固的金屬與后凝固的金屬成分上也會(huì)存在一定的差別。從而造成里面的元素嚴(yán)重偏離正常水準(zhǔn),，這個(gè)現(xiàn)象也被稱為偏析,。

偏析會(huì)縮短鋼材的使用壽命，這就是冶金上的缺陷,。為了解決冶煉的難題,，我國(guó)科學(xué)家提出了類似于人體傷口愈合的界面愈合方案。

工程師們是采用58塊優(yōu)質(zhì)的連鑄坯作為構(gòu)筑的基礎(chǔ),，然后像壘磚頭一樣,，一層一層地疊加到十幾米的厚度，再把它推到真空室里面進(jìn)行電子束封焊,，加熱到1250攝氏度的高溫,，進(jìn)行全面變形、多向鍛造,，使內(nèi)部的組織更加的均勻,，緊密；

緊接著就是沖孔、擴(kuò)孔,；之后就把它放到在一個(gè)超大型的軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行軋環(huán)成形,，這個(gè)過程有點(diǎn)像拉面，越拉越大,，越拉越長(zhǎng),，最終這面巨型支撐環(huán)雛形就出來了。

鍛造成功后,，為了匹配堆容器的要求,，必須保證支撐環(huán)平面整齊，圓心到四周的距離必須一致,。這種高精度的加工同樣不容易,，但凡出現(xiàn)了一點(diǎn)誤差，就得重新回爐深造,。這一切完成后,，一個(gè)巨型支撐環(huán)就制造好了。

有了這個(gè)支撐環(huán)就可以連接各類分段式筒型裝備,，比如作為基礎(chǔ)樁的法蘭,、用來連接風(fēng)電塔筒的大型環(huán)件，或者是能夠飛向太空的火箭,；還可以用在傳動(dòng)裝置上,，比如“隧道神器”盾構(gòu)機(jī)使用的10米級(jí)回轉(zhuǎn)支撐。

而我國(guó)因?yàn)檫@項(xiàng)巨型鍛造金屬工藝,，不僅打破了世界鍛造領(lǐng)域用大鋼錠做大鍛件這種設(shè)想,，還創(chuàng)下多項(xiàng)世界紀(jì)錄，引領(lǐng)了世界大鍛件制造技術(shù)發(fā)展,。

來源：快資訊