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久立特材研制ITER(人造太阳)计划超导导管(PF、TF)世界最尖端

2012-08-20 23:51阅读:
“人造太阳”的南太湖印记
湖州“久立”研制ITER计划超导导管纪实
久立特材研制ITER(人造太阳)计划超导导管世界最尖端

吴兴在线讯 千百年来,人类都做着这样的梦:让太阳的巨大能源可调可控,为人类服务。
公元21世纪初,地球上七个国家和联盟决心把这一梦想变为现实: 2006年5月24日,中国、韩国、日本、美国、俄罗斯、印度、欧盟七方决定携手集成世界上“受控磁约束核聚变”的主要科技成果,在法国建造一个国际热核聚变实验堆(ITER),俗称“人造太阳”,为人类开发利用氘氚热核聚变所产生的巨大能量铺平道路。
今年12月初,中国在七方中率先向ITER组织提供了被称为“磁笼”(见图)的“人造太阳”核心部件。
“磁笼”的主要成分是 PF、TF超导导管和超导电缆。科学家们认为,这些材料组合后,在通电状态下能形成强大磁场,可防止氘氚热核聚变反应中产生的超过1亿摄氏度的高温等离子气体逃逸,从而让热核聚变释放的能量为人类服务。
值得湖州人自豪的是:“磁笼”中的PF、 TF超导导管由我市的浙江久立特材科技股份有限公司自行研制,其各项性能指标全部达到和超过ITER组织的标准,从而为人类正在建设的第一个“人造太阳”深深地打上了南太湖印记。
尖峰挑战
时间拉回到2008年春天。
那段日子,久立不锈钢工业园内,董事长周志江常独自在窗前望着一排排蓝顶白墙的钢管车间深思,一站就是1个多小时。
就在几天前,公司销售员杨晓丽接到一家单位的电话询问:“久立”能不能生产一种很特别的不锈钢管?“外方内圆的异型管,精度要求高得出奇。”
是什么管,如此异型?如此精度?“久立”总工程师苏诚奉命率人查询。
多方查证之后的答案是:用于“人造太阳”的PF管。
“是的, PF和TF管的研制是‘人造太阳’技术突破的一大关键,是ITER参与方都在攻关的难题。目前国内虽已有两家企业介入,但进展不顺。我们受中科院委托,和你们联系。”
这样的任务,“久立”的肩膀能挑下来吗?情况清楚了,但周志江感到了巨大的压力。
接?不接?两种声音在他的脑海中冲撞……接,虽然企业去年就开始批量生产异型管,且拥有国内最大的钢挤压机,但这种管材的精度太高,搞不好,企业亏上几百万元不说,还会耽误国家的计划;不接,不会有风险,但同样会耽误国家的计划,更何况“久立”从来没有在国家需要的时刻退缩过。
一次次激烈交锋,周志江有了自己的答案。接!
第二天,苏诚被周志江请到办公室。
“周董,我也想接下来!”周志江的话未说完,苏诚就表了态。作为一名总工程师,他当然知道后面的艰辛。但他眼下担心的不是这些,而是“这项任务完成了也赚不了多少钱,集团内部……”
“这个你不要管了,董事会上我来说。你要想着成功,放手干!让老外看看什么才是真正的‘中国制造’!”周志江的这句话,苏诚至今记忆犹新。
当年6月,公司高层紧急会议。几个小时的辩论过后,决策层达成一致:这是挑战,更是机会,是“久立”为祖国争光、为人类造福的机会。“再难也要上!立即联系中科院。”
为祖国争光!为人类造福!决策层的声音迅速传遍全公司。
“这是艰难的抉择。我们也一直在为企业纠结,上马的决定搬走了我们心里的石头,苏工向董事会立下了‘军令状’。”公司技术部副部长王坤清楚地记得那眼眶湿润的一刻。
自此,苏诚和他的团队,与“人造太阳”紧紧连在了一起。
2008年8月正式接下PF管试制任务, 2009年3月成功完成; 2009年5月又接下TF管试制任务,去年11月成功完成;今年6月,双管开始批量生产……3年,怎样的荆棘路?研制团队道不完千辛万苦。
披荆斩棘
2009年1月20日,离农历大年三十还有一周。这天晚上,“久立”技术员李三给远在四川的母亲打去了电话。“妈,生产上遇到一个大难题,我不回家过年了。”“什么天大的事情啊?”“妈,我们总工说,中国人不能输……”
李三说的大难题,就是PF管的特殊异型。没有现成的制造参数,这成了PF管研制的第一道坎,国内外多少企业在此受阻。
2009年1月24日,苏诚历历在目。
“这是第8个模子了,一定要成功啊!”车间里,李三深深地吸了口气,拿着检测工具俯下身子。
在他面前,一根7米长的PF管正在进行冷拔处理,而每拔出500毫米,就需进行精度检测。因为没有参数,团队只能靠这种不断做模子的方式来确定PF管的精度数据。
一个多小时,那样的安静,那样的漫长。李三测完最后1毫米,兴奋地叫了起来:“冷拔丝毫不差,这个模子行。”
已经历无数次失败,苏诚有点不相信自己的耳朵。看着周围一张张兴奋的脸,他终于确定“第一道坎跨过去了”。
已是晚上10时。虽然离“军令状”的期限已很近,可苏诚知道大家实在太累了……“都回去休息吧。”“马上进入下道工序吧,时间来不及了!”公司技术部部长朱新强说。就在两个小时前,他妻子还在电话里数落他连孩子生病住院都不回去看看。“打铁趁热!”王坤也要求留下。虽然,他已半个月没回过离公司仅20分钟车程的家了……
这是难忘的一天,却也是普通的一天。在苏诚记忆里,多少个令他感动的日子,多少位令他感动的战友,都被深深珍藏。
控制PF管精度最大的难题还在后期。全球都没生产过这种管子,即使有挤压机,可上哪去配辅助加工的设备?“久立”研制团队就选择用手工方式打磨每根钢管。
30多岁的徐洪亮是老抛光工。用手动抛光机抛光整根管子,别说自己没做过,他连听都没听过。“但,这外表方形的管子放在自动抛光机上根本滚动不起来。”
手工抛光PF管!先点磨,然后顺着一个方向缓慢挪动抛光机,完成4个7米长的面……一根PF样管,就要磨整整1天。
2009年3月,就是这批手工打磨的管子,全部通过ITER组织的精度检测。
5月,中科院随即把更难的TF管研制任务交给了“久立”。
难在哪?管材成分需要含氮,却要达到“零下268.9摄氏度下的低温延伸率大于30%”的设计标准。
管材含氮就脆了,怎么可能达到这样的低温延伸率标准?在不少专家眼中,这也是无法做到的。“久立”人没有被吓倒。“苏工,又失败了,低温延伸率还是只有17%……” 6个多月后的一天,公司技术员张杰手捧检测报告,再次沮丧地交到苏诚手里。这名西安交大的硕士生已连加7天夜班,这样的结果让他快哭了。“我们不能放弃!”苏诚像是在对张杰说,也像是在自言自语。
……8次, 9次, 10次,一次次试制失败,就如一块块巨石,压得苏诚和他的团队喘不过气来。制管材料已经用了一半,时间越来越紧,可对于低温延伸率的提升,大家还是一筹莫展。
难道真的没有希望了?不!
“再碰头!”苏诚又叫拢了大伙。
“问题的关键在退火工序。”
“现在的设备,退火中的时间、温度都很难控制。”
“有没有可能找到一种新设备?”
对于“久立”的 TF管试制,科技部一直高度关注,部里邀请的 20位国内制管专家也来到了“久立”。
又是一次次试验、一次次失败、一次次接近……无数个不眠之夜后,一种新的特制设备终于打开了“芝麻之门”。
“我们成功啦!低温延伸率超过了国际标准!”那天,张杰是狂奔出实验室的。 2010年7月4日,“久立”上下刻骨铭心,因为他们攻克了TF管研制最大的难关。
惊世之作
索福克斯有句名言:人世间有许多奇迹,人比所有奇迹更神奇。“人造太阳”所有部件在试制过程中产生的所有数据,都会被录入ITER总部的国际数据库。当各国科学家在数据库中发现指标最过硬的PF管和TF管是“中国制造”时,震惊了。
日本、韩国生产的TF管,其性能指标当时领先于ITER各方,但零下268.9摄氏度下的低温延伸率也只能达到25%左右,而中国生产的TF管竟达到了32%!

“人造太阳”超导导管的精度要求前所未有。“久立”手工打造的PF管,让欧盟的制管专家赞叹:中国制造的PF管就是汽车中的劳斯莱斯!
超导导管组成“磁笼”时将被扭曲,为了保证扭曲状态下的各项性能正常, PF和TF管必须通过无损检测。但在当时,极度异型的PF管很难作此项检测,欧盟负责超导导管研发的意大利人曾放言“全世界不可能实现对这种钢管的无损检测”。然而,“久立”人却以锲而不舍的精神感动了“上帝”,最终在中科院的帮助下找到了检测方案,通过了无损检测!
一项项“不可能的任务”,中国企业却完成得那么出色!
去年, ITER参与方欧盟代表安东尼奥来到了久立不锈钢工业园。在车间,他把一个个零件、一个个产品拿起又放下,不时重复着“不可思议,不可思议……”
12月2日举行的ITER计划中国制造任务首件产品启运仪式上, ITER总干事 Osamu Motojima坦陈,“中国在ITER各方中已处于引领地位”。
“久立”蜚声全球!
中科院等离子体物理研究所意向让“久立”每月提供10吨PF管和TF管,连供5年;日本等ITER参与方也向“久立”抛出了合作的橄榄枝,欧盟更是下了大订单……
这是中国的荣耀!这是中国企业的荣耀!

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