阻止核泄漏的关键密封件,C型密封环有多难

阻止核泄漏的关键密封件,C型密封环有多难造?技术封锁半世纪

年3月28日,美国滨州三哩岛压水核电站,发生了堆芯融毁的严重事故,一座反应堆的大部分元件被烧毁,一部分放射性物质外泄,该事件被评为国际核事件分级的第五级,亦是美国核电史上最严重的一次事故,切尔诺贝利核泄漏事故年4月26日,切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆发生了爆炸,大约有1,平方千米的土地被辐射,这次灾难所释放出的辐射线剂量是二战时期广岛原子弹爆炸的倍以上,被认为是历史上最严重的核电事故,也是首例被国际核事件,分级表评为第七级事件的特大事故。

日本福岛核泄漏事故年3月11日,日本东北太平洋地区发生了历史9级地震,受地震的影响福岛第一核电站的放射性物质泄露到外部,核泄漏以后,日本福岛县境内多地检测出放射性的钚和铯,铯半衰期长达30年,被土地吸收后难以去除,年4月12日,日本原子力安全保安院将福岛核事故等级并为核事故最高分级7级的特大事故,与切尔诺贝利核电事故同级,核泄漏可以说是困扰各国核电的一个世界难题,目前核电站反应堆大多设置了三道安全屏障,首先第一道防护是燃料包壳,它将铀钚等核燃料用金属镐包裹起来,第二道防护是压力容器,它是用来存放核燃料棒堆的,第三道防护便是核电站的钢铁混凝土厂房,厂房内安全壳由6毫米的钢衬和超过1米厚的混凝土构成,用于防止外力的撞击,这三道安全屏障便是防止核泄漏的关键所在,而第二道屏障放置和燃料堆的压力容器可以分为上方的端盖和下方的铜体两部分,而端盖和铜体的结合面就必须用到四节密封环进行密封。

作为防止核泄漏的尖端部件,特别针对于大型的核电站来讲,c型密封环适合安全一级设备的关键零部件,是防止放射性物质泄漏的重要保障,但就是这样一个小小的密封件却被美国公司垄断了长达半个多世纪,c型密封环究竟有多难造,中国又是如何突破这项技术封锁的,还有哪些高精度元器件是被国外施以技术封锁的,c型密封环究竟有多难造,当反应堆处于工作状态时,容器内部的核燃料产生高压和高温,当容器膨胀时,容器端盖和铜体的结合面,会产生分离的趋势,此时c型密封环也会受到拉伸,当关闭核反应堆时端盖和铜体恢复原状,此时c型密封环还要具备记忆功能跟着恢复原状,最终达到防止核泄漏的效果,因此对这一密封圈的材料和工艺要求非常高,如果使用了质量不好的密封圈就会存在核泄漏的风险,c型密封圈之所以难产,不说密集的高精尖技术,光是控制误差就颇具挑战直径4米3的c型密封圈控制无差,必须在三根头发丝以内,这意味着哪怕是一粒灰尘,也会让他前功尽弃。

由此可见,直径长达数米的金属密封环有多难造,在长达半个多世纪里,运行密封环的加工工艺,一直被美国少数企业所垄断,这种关系到,核电站安全运行的重要部件,我国曾一直被迫高价进口,严重影响了国产核电设备的自主化进程,这也使得美国企业有着举足轻重的谈判筹码,几乎每年都要涨价15%,雷打不动,没有谈判的余地,狮子大开口更是常有的事情,突破技术封锁和安全绝不能受制于人,带着这份信念,由励行根带领的宁波天生密封件有限公司,通过苦心研发,终于以国产的c型密封环代替进口,使我国核电站反应堆压力容器的最后一个关键零部件实现国产化,具有里程碑意义的成果标志着我国成为世界上第二个能够生产c型密封环的国家,打破了国外长达半个世纪的垄断,自此中国终于把核电关键密封技术,牢牢握在了自己手中,国外同类产品报价不得不大幅降低70%。

目前我国广东核电基地连云港核电基地秦山核电基地70%的设备都用上了国产密封件产品,除了c型密封环之外,还有哪些高精度元器件是被国外施以技术封锁的,轴承精致技术,我国像轴承这样的常见零件也是依赖于大量的进口,轴承是当代机械设备中一种重要的零部件,主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数并保证其回转精度,众所周知,高铁零部件国产化率已经实现97%,而剩下的3%正是高端的轴承,中国一直在高端轴承上一度依赖瑞典日本德国等企业进口,在众多的高端轴承外企中,美国铁姆肯以及瑞典的skf更是占据着市场的主导地位,事实上以美国为代表的铁姆肯企业,在近几年,疯狂在我国国内购买低端材质拿到自己的企业在进行加工,生产出高端轴承,这意味着中国企业进口的国外高端轴承原材料出自中国,但经过外企的加工后,这些轴承却翻了十倍的价格,由于高端轴承过于难啃,因此中企不得不溢价购买披着外企外衣的中国产品,中国能造大飞机,攻克卫星导航,为啥却被一个高端轴承难倒了,可别小看一个高端轴承,其从轴承材料到密封润滑,整个环节都需要自主化技术协同,因此对于轴承的质量要求非常高,毕竟一个小小的轴承出现问题这将有可能导致重大的安全事故发生。

早在我国十二五期间,16个重大技术装备的关键领域15个都与轴承相关,对于轴承寿命和可靠性至关重要的先热处理工艺和装备如控制活份,保护加热双细化贝氏体淬化等覆盖率低,我国仍需攻克不少技术难题,笔尖钢制造工艺,中国每年生产亿支圆珠笔,有3,家制笔企业,20万从业人口,却在年以前没有一支圆珠笔是真正意义上的中国制造,因为制笔核心材料之一的笔尖钢这个直径仅有2.3毫米的球座体,无论是生产设备还是原材料长期以来都掌握在瑞士日本国家手中,笔尖的世界远比我们想象中要复杂的多,最复杂的部分并非圆珠,而是承载圆珠的球座体,这个加工精度高达千分之一毫米的碗口,需要恰到好处包住半个圆珠,保证笔头可以在不同角度连续书写米,笔尖涂抹不紧不松,圆润自如,用来制造笔尖的钢材最终要通过一个超高速的高精度设备,历经24道工序进行完全自动化切削,所以其中的难点在于这种钢既要能够被削铁如泥,但同时它又不能软烂如泥。

从各个方面来说,简直就是一个矛盾的结合体,但是经过科研人员的不懈努力,终于打破了圆珠笔头原材料依赖进口的局面,并且国内企业还完全掌控了笔尖钢规模化生产的关键技术,手撕钢技术壁垒,我国的手撕钢曾经只能完全依赖于日德两国进口,但你要知道的是,这种手撕钢的价格极其昂贵,普通a4纸大小的手撕钢在市场上的价格就达到了元,几乎每克的价格都能达到五六元,比白银还要高,因此中国在每年进口手撕钢的问题上就要花费上百亿,而且还有限制条件,那些发达国家仅允许对中国出口厚度超0.03毫米的首次钢材料,在此背景下,太钢集团终于在年成立了研发团队,当时太钢集团就喊出口号要打破德日两国的技术封锁,让中国走上手撕钢的自主研发道路,不得不说太钢集团制造手撕钢的历程,完全体现出了中华民族不屈不挠,奋勇拼搏的精神。

在历时两年多的时间和磨练,太钢集团共完成了次实验,这也意味着他们历经了多次的失败,终于从4万种可能的排列组合中研发出一种比以往更轻薄的手撕钢,厚度仅有0.02毫米,宽度为毫米,已经赶超国际一流水准,正是因为高于整个行业标准,所以太钢的手撕钢一经推出后立刻得到了各国的青睐,即便连不可一世的美国也要求着中国想要争相购买,从量变到质变,过去往往比较重视主机,而轻视忽略了关键基础的零部件和元器件,其实我国高端关键的基础元器件,零部件很多都是进口的,这些产品在关键时刻就要被卡脖子,如今我们更加深刻的认识到这个基础的重要性,核心基础零部件,关键基础材料,先进基础工艺,产业技术基础,这是制约中国工业发展的瓶颈,也是中国制造在一些领域大而不强的主要原因,不过令人欣慰的是这一状况正在改变,在中国制造中,工业强基已经被列为核心任务之一,中国制造业也早已意识到只有基础强健才能走的更远。



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