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记CAST核级锆合金管材国产化之路
文章来源:澳门永利报 日期:2018年09月30日

  9月20日,对于中国核燃料产业来说,有着不同寻常的意义。

  这天上午9时,伴随着两声汽车长鸣,满载着50000多支M5TM包壳管的卡车缓缓驶出中核阿海珐(上海)锆合金管材有限公司(CAST),向着核燃料生产链的下一站——中核建中燃料元件有限公司进发。这批用于“华龙一号”全球首堆——福建福清核电站5号机组的核燃料包壳管,将助力“华龙一号”反应堆实现安全高效运行。

  这一突破足以令整个业界振奋。核级燃料包壳管是核电站运行的核心材料,是保证核安全的第一道屏障。长期以来,我国核电站使用的锆合金包壳管一直需要从国外进口。实现三代核级锆合金管材国产化生产,对于我国核燃料全产业链的延伸和保障我国核电安全高效发展都具有重大意义。

  专程前来参加产品交付仪式的澳门永利娱乐场网址总经济师黄敏刚表示:“CAST公司用了短短几年时间,成功实现我国核电站燃料组件用M5TM包壳管本土化生产,并顺利完成了‘华龙一号’首堆燃料包壳管制造,使我国在核燃料循环全产业链发展上迈出更坚实的一步,有力促进了中国核级锆合金工业化能力,为我国核电安全高效发展提供了有力保障。”

  法马通高级副总裁Lionel Gaiffe表示:“CAST是法马通与澳门永利娱乐场网址在理解和合作的基础上在中国成立的第一家合资公司。我们有理由相信,法马通与澳门永利娱乐场网址的强强合作,能够助力中国核电事业的安全、平稳、持续发展。未来,我们会继续坚定地支持中国的国产化战略。”

  填补空白,开启国产化征途

  放眼庞大的核电产业,尽管我国起步晚于欧美核大国,但多年来深耕厚植,产业不断壮大,产业链不断延伸。强劲的发展之势,吹响了迈向核强国的号角,亦促使业界关注打通阻碍产业发展的关键环节。核级锆合金材料的国产化突围亦是如此。

  着眼核燃料组件,锆合金管材成本约占其原材料成本的70%(除氧化铀之外),构成了核燃料组件的“骨骼”和核燃料的“外衣”,其良好的抗腐蚀性能与中子穿透性能,对核电站安全稳定运行起着至关重要的作用,因此,在核燃料组件的制造中,锆合金包壳管具有举足轻重的地位。

  多年来,以中核建中为代表的国内核燃料元件生产厂通过引进、消化、吸收再创新,在二代加核电站燃料组件生产中逐步实现了自主化。但燃料组件所需要的M5TM包壳管却始终需要从国外进口,使我国核燃料制造在其关键的包壳管材料保障等方面处于被动局面。

  “以前,国内百万千瓦级压水堆核电站燃料组件所需的锆管材都是从国外进口,但随着我国核电站增多,要保障核电站安全稳定供料,做大做强中国核电,就必须实现锆材料的国产化。”中核建中总经理、CAST董事长任宇洪表示:“基于将锆纳入核燃料循环体系的构想,澳门永利娱乐场网址决定和法国合作在中国建立核级锆生产厂。”

  2006年,澳门永利娱乐场网址与法国法马通(当时为法国AREVA集团)正式启动组建合资公司的谈判。2010年11月,在中法两国元首的共同见证下,澳门永利娱乐场网址与法马通签订了《中核阿海珐(上海)锆合金管材有限公司合资合同》。合资公司由澳门永利娱乐场网址控股的上海高泰稀贵金属股份有限公司与法国法马通公司各出资50%的投资方式组建,并以M5TM锆合金包壳管和其他核级锆合金管材生产为主营业务。

  CAST的成立填补了澳门永利娱乐场网址核燃料循环产业链无包壳管材的空白,保障了我国燃料组件原材料供应的安全性,开启了中国核燃料组件M5TM锆合金管材本土化生产。

  不负众望,本土化管材“合格,达标”

  走进坐落在上海松江区的CAST公司,树木葱郁,这个占地面积50余亩的工厂,依旧保持着前身上海高泰的“老容貌”,但公司产能、核心能力却不可同日而语。如今,CAST公司已一跃成为世界一流的核级锆合金管材制造企业——法马通潘伯夫工厂在中国的姊妹工厂,其产品与法马通工厂达到同等水平,其产能已达到1500公里/年。

  而这个产能正是公司成立之初制定的“工业计划”——“通过复制潘伯夫工厂的生产线,使改建后的新工厂产能提升至1500公里/年。”CAST公司总经理康毅夫(Yves COMBRES)介绍道。

  为了实现这一战略目标,CAST公司从成立之时起就全力打造这条国内唯一的M5TM锆合金生产线。其中第一步就是要完成技术转让。

  2013年8月10日,CAST公司副总经理张柯的邮箱跳出来一封邮件,那是从法国发过来的实验室检测报告,报告中显示:“合格、达标。”这是CAST公司鉴定批包壳管在法国检测的结果之一。像这样的邮件,这一个月来张柯不断接到。而所有邮件中的附件报告无一例外显示的“达标、合格”让他备感振奋。

  “自2010年底正式成立运行,CAST公司便致力于完成M5TM包壳管制造技术的转让工作。但技术转让并非是拿来文件、拿来技术,在办公室实现转让交接就可以了。首先要建起生产线,建立完善的支持服务体系,还要吸收、消化、掌握生产技术,最终拿出合格产品。”张柯回忆说,“当时要求要在3年内完成技术转让工作。”

  “这几乎是一个不可能完成的任务”,因为技术转让期间要开展多项工作,仅生产线改造一项,其间的复杂无异于新工厂的建设。在法国多年深耕冶金领域,对锆材有着深入研究的康毅夫指出:“对于核级锆的工业成型打造来说,研发阶段一般需要10~15年,而产品从无到有,完成整个鉴定需要5年左右的时间。”

  这让当时刚刚走马上任的CAST公司中法双方管理人员都感到压力山大。但很快,这份压力变成了CAST奋起前行的动力。

  为了尽快拿出合格产品,公司先后完成了生产线设备改造、关键设备采购、人员培训、转让技术的消化吸收、质保体系重建等大量工作;根据转让方的技术要求,编制了M5TM包壳管制造技术转让产品鉴定大纲——2013年初,“万事具备”的CAST公司启动了3个鉴定批M5TM包壳管的生产。当年7月,首次降生于本土的M5TM包壳管在国内检测合格后,即刻送往法国接受严苛的“终极”检测。

  “产品性能检测结果表明:鉴定批产品性能指标满足转让方法马通的技术条件要求,产品质量与法马通在欧洲的锆管厂生产的产品质量相当。”回忆起当时的情景,伴随着CAST一路走过的张柯感慨不已,“可以说,每一根管材无不倾注了CAST人的心血、热忱与期盼,而我们终不负众望!”

  2013年9月,CAST公司迎来了一个具有重大的里程碑意义的时刻——法马通向CAST颁发了M5TM包壳管的生产许可证,CAST公司成功受让M5TM锆合金包壳管制造技术。中国核燃料组件生产的重要原材料——锆合金包壳管本土化生产由此拉开了帷幕。

  2014年3月,CAST公司通过澳门永利娱乐场网址关于M5TM包壳管产品合格性鉴定及合格供应商评价。当年5月,中核建中与CAST公司签订了第一份M5TM锆合金包壳管订单,2015年11月,CAST公司实现首批M5TM包壳管发运交付,标志着中国核级锆合金管材本土化生产的目标顺利实现。2018年9月,再传捷报,“华龙一号”首堆燃料包壳管成功交付。如今,“CAST公司M5TM包壳管产品已占据国内约50%市场。”张柯难掩喜色。

  步步精心,产品质量达到世界先进水平

  在CAST生产车间,轧制、脱脂清洗、酸洗、热处理、矫直、喷砂、抛光、激光打标、无损检测、精定长、表检……一支核级锆合金包壳管的“诞生”,要经过多道复杂工艺精心打造,用现场工作人员的话形容“比打磨珠宝还要精细”。

  “核燃料元件的包壳管质量直接关系到核燃料组件在核电站的安全、稳定运行,所以每个制作加工环节,我们都要确保万无一失,就连放置管材的瓦楞纸都是一根管子对应一个凹槽,以防止彼此碰撞和摩擦,表检台表面铺设光滑的羊毛制品,以免管子滑动时产生擦痕。”CAST公司工作人员表示。

  无论从核电站安全角度还是市场化角度来看,作为核燃料元件的供应商,高质量的产品和高质量的服务无疑是CAST公司持久发展的生命力,亦是占领市场的唯一砝码。因此,“产品质量控制是非常重要的环节。”康毅夫强调。

  而放眼CAST公司,其对于产品的“步步精心”,早已“渗透”在公司质量管理的方方面面。

  在体系建设上,公司成立之初,就结合法马通和国际标准要求,参考中核质量管理流程,对质量安全管理体系进行了全面建设。以“崇尚质量、顾客至上、强化管理、持续创新、追求卓越”为质量方针,严格按照IS09001及 HAF003标准,建立质量管理体系,编制了M5TM和Zr-4产品的相关技术文件,组织完成了M5TM包壳管产品的10项工艺鉴定,并于2015年5月通过了SGS公司(SGS是公认的专业、质量和诚信最高标准的全球基准)的质量管理体系认证。

  在日常管理中,实现层层把控。“内部,无论是每天的生产晨会,每周的监督检查,还是每月的公司质量管理会,我们都会高度关注产品质量问题。对外,公司对技术转让方、客户方做到质量管理流程公开透明,同时,随时可以接受他们的检查。”康毅夫说,“另外,我们积极开展质量活动,强化员工的质量意识。”

  除了“高起点、高标准”的质量管控,CAST公司的核安全体系同样独树一帜,这种独树一帜并不是为了标新立异,而是“一切为了安全,为安全做到一切”。CAST公司在技术管理上采取了核心技术“工艺负责人”这种“一人负责到底”的方式。这种方式最核心的一点是:“负责人”要根据最新的标准和技术进步对工艺进行“不停步”的改善。通过两种方式来达成技术的先进性:内部,以一系列的表格,跟踪处理工艺的生产进程,掌握其间发生的各种变化,形成“大数据”式的纠正措施;外部,时刻保持国内的技术与国外的技术同步更新。

  “CAST是以潘伯夫工厂的技术、装备和管理方式为基础建成的M5TM包壳管生产线,因而公司的质量安全管理从成立之初就是高起点。”而随着这几年来在质量、安全方面不断加强完善,使得产品质量更加稳定。现在,“产品质量达到法国产品质量水平。”康毅夫表示。

  但对于CAST公司来说,“我们追求的是要将产品做到更加完美,全力满足客户的需求。”张柯说。

  如今,随着CAST公司“初长成”,公司核心能力正日渐显现。2017年底,采用CAST公司生产的M5TM包壳管制造的燃料组件在方家山核反应堆内完成一个循环考验,经出堆验证,各项指标与法国产品无异。

  良好的业绩,无疑为公司开拓市场增添了砝码。而此次成功为“华龙一号”全球首堆——福建福清核电站5号机组提供首炉核燃料包壳管,实现了我国三代核级锆合金管材国产化,足见公司产能实力。相信未来,对致力于成为国内核电站各种堆型核燃料供应商的重要合作伙伴和合格供应商的CAST公司来说,开拓之路将愈加宽广。(胡春玫)

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